エンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置
【課題】ＭＢＴ点火時期からの遅角量に対して丸め誤差の影響を抑えて熱効率を算出できるようにして、熱効率を指標として用いるエンジンのトルク制御を適切に行なうことができるようにする。
【解決手段】点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量を所定の遅角量単位で所定の周期毎に取得し、今回周期で取得された遅角量と、遅角量とエンジンの熱効率との対応関係と、遅角量の不感帯幅とから、今回周期の遅角量における熱効率不感帯を所定周期で設定する熱効率不感帯設定手段１０Ａと、遅角量の所定時間での変化量と設定された熱効率不感帯とに基づいて、変化量が不感帯の範囲内にある場合は、前回の周期で推定された熱効率を今回の周期の熱効率と算出する熱効率算出手段１０Ｂと、をそなえる。
【解決手段】点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量を所定の遅角量単位で所定の周期毎に取得し、今回周期で取得された遅角量と、遅角量とエンジンの熱効率との対応関係と、遅角量の不感帯幅とから、今回周期の遅角量における熱効率不感帯を所定周期で設定する熱効率不感帯設定手段１０Ａと、遅角量の所定時間での変化量と設定された熱効率不感帯とに基づいて、変化量が不感帯の範囲内にある場合は、前回の周期で推定された熱効率を今回の周期の熱効率と算出する熱効率算出手段１０Ｂと、をそなえる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輸送機器用エンジンに用いて好適の、エンジンの熱効率推定装置及びこれを用いたエンジントルク制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両用エンジン（内燃機関）では、近年、スロットルバルブをアクセル操作に対して独立して電子制御できる吸気システム（例えば、ドライブ・バイ・ワイヤ（ＤＢＷ）システム）が普及しており、このシステムをそなえたエンジンの場合、アクセル操作以外のエンジン出力（トルク）要求に対して、スロットルバルブを制御する技術が開発されている。
【０００３】
例えば、アクセル操作が行われない場合でも、エンジンや変速装置等の保護、あるいはエンジンストールの回避といった観点から、エンジンの回転速度の上限値及び下限値を設定し、これらの限界値内に迅速かつ正確にエンジンの回転速度が設定速度となるようにするエンジンの出力トルク制御が必要となる。
そこで、エンジントルクに着目して制御を行なう、いわゆるトルクベース制御が開発されている。例えば、特許文献１には、エンジンの要求トルクの指標から目標トルクの指標を求め、この目標トルクの指標に基づいて電子制御スロットルバルブを適正な開度に調節して、所望のエンジン出力トルクを得る技術が記載されている。この技術の場合、エンジンのトルク制御の指標として図示平均有効圧を用いて制御している。
【０００４】
つまり、この技術では、アクセル要求やエンジン回転速度に基づき要求トルクの指標としての図示平均有効圧（アクセル要求Ｐｉ）を算出し、外部負荷要求に基づき図示平均有効圧（外部要求Ｐｉ）を算出し、アクセル要求Ｐｉと外部要求Ｐｉとに基づき目標トルクの指標としての図示平均有効圧の目標値（目標Ｐｉ）を算出する。さらに、目標Ｐｉに基づき充填効率の目標値（目標Ｅｃ）を算出し、この目標Ｅｃに基づき吸入空気流量の目標値（目標吸気流量Ｑｔ）を算出して、目標吸気流量Ｑｔに基づきＥＴＶ（電子制御スロットル弁）の開度の目標値（目標ＥＴＶ開度）を算出し、ＥＴＶの開度を調整している。
【０００５】
ところで、エンジントルクはスロットルバルブ以外の要素によっても変化する。例えば、点火時期を進角もしくは遅角してもエンジントルクは増減するので、いわゆるトルクベース制御を行なう場合、この点火時期をも考慮することが必要になる。
かかる点火時期制御に関しては種々の技術が提案されており、例えば、特許文献２には、トルクベース制御までは言及されていないが、内燃機関の図示トルク（機関出力軸から出力される正味トルクに、機関内部の摩擦損失を加えた全トルク）は点火時期に応じて変化し、点火時期を遅角限界値から進角側に移動させると、図示トルクは上昇し、次いで下降する。このトルク特性曲線の頂点の直前にＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）とよばれる、実質的に、大きなトルクが得られると共にノッキングが発生しない点火時期があることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１６３２７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２９８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、スロットルバルブ以外でエンジントルクに影響する要素としては、点火時期があり、このほかに空燃比や外部ＥＧＲの作動，非作動等も影響する。例えば、特許文献１のように、充填効率の目標値（目標Ｅｃ）を算出する場合、目標Ｐｉ（ＰｉETV）は、アクセル開度やエンジン回転速度に基づくアクセル要求Ｐｉと、外部負荷要求に基づく外部負荷要求Ｐｉとを加算して得られるが、これらのアクセル要求Ｐｉや外部負荷要求Ｐｉは、通常、理論空燃比、且つ外部ＥＧＲなし、且つＭＢＴ点火（熱効率＝１．０）における値（標準条件のＰｉ値）である。
【０００８】
しかしながら、実際の運転状況では、空燃比は理論空燃比とは限らず、外部ＥＧＲも作動している場合があり、点火時期もＭＢＴ点火時期とは限らない。したがって、トルクベース制御を行なう場合に、制御量としての目標Ｅｃにこれらの要素の影響を考慮しなくては、適正な制御量を得ることができない。そこで、空燃比や外部ＥＧＲの作動，非作動や点火時期といったエンジンの運転条件が標準条件でない場合にも適正な目標Ｅｃを算出する手法が要求される。
【０００９】
例えば、図１１は点火時期の影響を考慮して目標Ｅｃを設定する演算手法の一例として本発明の案出過程で考えられた手法を説明するもので、ＥＴＶ（電子制御スロットル弁）の通過空気量に相当する目標Ｐｉ（要求空気量算出用要求トルク）ＰｉETVは、その時点のエンジンの運転条件に対する値（実際値）であり標準条件に対する値ではないので、ＰｉETVを標準条件（つまり、理論空燃比、且つ外部ＥＧＲなし、且つＭＢＴ点火時期）での値（標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ）ＰｉETV_STDに換算する。ここでは、目標Ｐｉ（ＰｉETV）を空気量制御用熱効率ＫＰｉで除算して（符号２１）、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）を算出している。そして、この算出した標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）とこの時のエンジン回転数Ｎｅとからマップ（Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップ）により目標Ｅｃ変換係数を求めて（符号２２）、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）をこの目標Ｅｃ変換係数で除算することにより（符号２３）、目標Ｅｃを算出している。
【００１０】
この場合の空気量制御用熱効率ＫPiは、エンジントルクを増減させる指標として用いられる。この指標となる熱効率は点火時期に相関し、指標（熱効率）は、下式のように、「ＭＢＴからの各遅角量におけるトルク」を「ＭＢＴ時のトルク」により除算した値であり、指標としては「ＭＢＴからの各遅角量」に応じて０〜１の値をとる。
熱効率＝（ＭＢＴからの各遅角量におけるトルク）／(ＭＢＴ時のトルク)
また、この指標（熱効率）は、例えば図１２に示すように、ＭＢＴ点火時期からの遅角量が大きくなるほど減少し、この際の減少率、つまり、横軸にＭＢＴ点火時期からの遅角量をとって縦軸に指標をとった場合の変化率勾配は、ＭＢＴ点火時期からの遅角量が小さい領域Ａ１では小さく、ＭＢＴ点火時期からの遅角量が大きい領域Ａ２では大きくなる傾向がある。ＭＢＴ点火時期からの遅角量に対する指標（熱効率）の変化率勾配の大きさ（絶対値）は例えば図１３に示すような特性となる。
【００１１】
このような特性の場合、勾配が大きい領域では単位遅角量あたりの熱効率変化が大きいこととなるため、制御性の観点で好ましくない。つまり、デジタル処理によって指標を演算する場合、遅角量の数値に丸め誤差が発生して単位遅角量だけ変化することが想定されるところ、その丸め誤差の影響が無視できないものとなるからである。なお、単位遅角量は、制御にかかる演算上の最小単位（LSB：Least Significant Bit）である。
例えば、定常運転であっても丸め誤差の影響でＭＢＴ点火時期からの遅角量が単位遅角量だけ変化する場合があり、遅角量に対する熱効率が単位遅角量に対応する分だけ変動することとなる。
【００１２】
遅角量に対する熱効率の変化率勾配が大きい運転領域では、この単位遅角量だけの変化が熱効率に大きく影響することになり、遅角量の僅かな変化が熱効率には大きな変化になってしまう。したがって、このような領域では熱効率の誤差が大きくなり、このため、この熱効率を指標として用いて目標Ｅｃを設定すると、設定した目標Ｅｃにも大きな誤差が生じてしまいエンジン制御を適正に行えないという課題が生じる。さらに、過渡状態の補正量（実充填効率の予測補正量）の算出のために目標Ｅｃを用いるような場合には、目標Ｅｃの算出過程に熱効率を含むことから、定常運転であっても丸め誤差の影響で過渡状態の補正量が発生してしまうという不都合が生じる。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ＭＢＴ点火時期からの遅角量など、エンジン制御パラメータの基準状態からのズレ量に対して丸め誤差の影響を抑えてこれに対応した熱効率を算出することができるようにして、熱効率を指標として用いてエンジンのトルク制御をする場合にも、これを適切に行なうことができるようにした、エンジンの熱効率推定装置及びこれを用いたエンジントルク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】
【００１４】
上述の目標を達成するために、本発明のエンジンの熱効率推定装置は、エンジンの制御パラメータの基準状態からのズレ量と前記エンジンの熱効率との対応関係を記録した対応関係記録手段と、前記ズレ量を所定のズレ量単位で所定の周期毎に取得するズレ量取得手段と、前記ズレ量取得手段により取得された今回周期の前記ズレ量と前記対応関係記録手段に記録された前記対応関係と前記ズレ量に関して設定された不感帯幅とに基づいて、今回周期の前記ズレ量における前記熱効率の不感帯を所定周期で設定する熱効率不感帯設定手段と、前記周期で前記熱効率を算出する手段であって、前記ズレ量取得手段により取得された前記ズレ量の所定時間での変化量と前記熱効率不感帯設定手段により設定された前記熱効率に関する不感帯とに基づいて、前記変化量が前記不感帯の範囲内にある場合は、前回の周期で推定された前記熱効率を今回の周期の熱効率とし、前記変化量が前記不感帯の範囲外にある場合は、今回の周期で前記ズレ量取得手段により取得された前記ズレ量と前記対応関係記録手段に記録された前記対応関係とに基づいて、今回の周期の熱効率を算出する熱効率算出手段と、をそなえていることを特徴としている。
【００１５】
丸め誤差の影響を排除するため、前記不感帯幅は前記ズレ量単位の少なくとも２倍（２倍以上）に設定されていることが望ましい。また、前記所定時間は前記周期の時間に設定されていることが好ましい。
前記対応関係が得られる、前記ズレ量と前記ズレ量に対する前記熱効率の変化率である勾配との関係を記録したマップをそなえ、前記熱効率不感帯設定手段は、前記マップから得られる今回周期の前記熱効率の勾配の大きさに前記不感帯幅を乗算した値を不感帯基本値に設定する不感帯基本値設定手段をそなえ、前記不感帯基本値に基づいて前記熱効率の不感帯を設定することが好ましい。
【００１６】
前記熱効率不感帯設定手段は、前記対応関係から、今回周期の前記ズレ量に対応した前記熱効率と、今回周期の前記ズレ量に対して前記不感帯幅だけ変化した前記ズレ量に対応した前記熱効率とを算出し、算出した２つの前記熱効率の差を不感帯基本値に設定する不感帯基本値設定手段をそなえ、前記不感帯基本値に基づいて前記熱効率の不感帯を設定することが好ましい。
【００１７】
前記熱効率不感帯設定手段は、前記エンジンの運転が定常状態にあるか過渡状態にあるかの過渡判定パラメータに基づいて、前記エンジンの運転が定常状態にあるほど１に近い値をとり、前記エンジンの運転が過渡状態にあるほど０に近い値をとるように、不感帯反映ゲインを設定するゲイン設定手段を備え、前記不感帯基本値に前記ゲイン設定手段により設定された前記不感帯反映ゲインを乗算することにより前記熱効率の不感帯を設定することが好ましい。
【００１８】
また、前記ゲイン設定手段は、前記エンジンの目標運転パラメータと、前記目標運転パラメータにフィルタ処理したフィルタ後目標運転パラメータとの差の絶対値を算出する目標運転パラメータ遅れ量算出手段と、前記目標運転パラメータ遅れ量の今回周期算出値と、前記過渡判定パラメータの前回周期算出値に１よりも小さい減衰係数を乗算して算出した値との大きいもの取りをして前記過渡判定パラメータの今回周期算出値を算出する過渡判定パラメータ算出手段と、を備えていることが好ましい。
【００１９】
この場合、前記エンジンの目標運転パラメータは、前記エンジンの目標筒内吸気量（目標筒内空気量）であって、前記フィルタ後目標運転パラメータは、前記エンジンの目標スロットル流量であることが好ましい。
前記制御パラメータは、エンジンの点火時期であって、前記制御パラメータの基準状態は、ＭＢＴ点火時期であって、前記制御パラメータの前記基準状態からのズレ量は、前記点火時期の前記ＭＢＴ点火時期からの遅角量であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明のエンジンの熱効率推定装置は、エンジンの制御パラメータのその時点の状況下での目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、前記エンジンの熱効率を推定する熱効率推定手段と、前記目標トルク取得手段により取得された前記目標トルクを前記熱効率により除算して前記制御パラメータが基準状態である場合の目標トルクに基準化する目標トルク基準化手段と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記目標トルクを前記エンジン回転数に対応して前記エンジンのトルク制御パラメータである充填効率に変換するための変換係数を求めるマップであって、前記制御パラメータが基準状態である場合の前記目標トルク及び前記エンジン回転数と前記変換係数とを対応させた変換係数マップと、前記変換係数マップを用いて、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクから前記エンジン回転数に応じた前記変換係数を算出する変換係数算出手段と、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である目標充填効率を算出する目標充填効率算出手段と、をそなえ、前記熱効率推定手段には、上記のエンジンの熱効率推定装置が用いられ、前記目標充填効率算出手段により算出された前記目標充填効率に基づいて前記エンジンのトルクを制御することを特徴としている。
【００２１】
本発明のもう一つのエンジンの熱効率推定装置は、エンジンの制御パラメータのその時点の状況下での目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、上記のエンジンの熱効率推定装置が用いられ、前記変化量が前記不感帯の範囲内にある場合において、前回の周期で推定された前記熱効率を今回の周期の熱効率とされた不感帯利用熱効率と、今回の周期で取得された前記ズレ量と前記対応関係とに基づいて算出され今回の周期の熱効率と推定された不感帯非利用熱効率とをいずれも算出する熱効率算出手段と、前記目標トルク取得手段により取得された前記目標トルクを、前記熱効率算出手段により算出された前記不感帯利用熱効率及び前記不感帯非利用熱効率によりそれぞれ除算して、前記制御パラメータが基準状態である場合の第１目標トルク及び第２目標トルクに基準化する目標トルク基準化手段と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記の目標トルクを前記エンジン回転数に対応して前記エンジンのトルク制御パラメータである充填効率に変換するための変換係数を求めるマップであって、前記制御パラメータが基準状態である場合の前記目標トルク及び前記エンジン回転数と前記変換係数とを対応させた変換係数マップと、前記変換係数マップを用いて、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクから前記エンジン回転数に応じた前記変換係数を算出する変換係数算出手段と、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記第２目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である目標充填効率の基本値を所定の周期毎に算出する目標充填効率基本値算出手段と、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記第１目標トルク及び前記第２目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である第１目標充填効率及び第２目標充填効率を算出して、前記第１目標充填効率及び前記第２目標充填効率の差を目標充填効率変化量不感帯と設定する目標充填効率不感帯設定手段と、前回周期の前記目標充填効率と今回周期の前記目標充填効率基本値との差が前記目標充填効率変化量不感帯以内であれば、前回周期の前記目標充填効率を今回周期の前記目標充填効率とし、前回周期の前記目標充填効率と今回周期の前記目標充填効率基本値との差が前記目標充填効率変化量不感帯以上であれば、今回周期の前記目標充填効率基本値を今回周期の前記目標充填効率とする目標充填効率算出手段と、をそなえ、前記目標充填効率算出手段により算出された前記目標充填効率に基づいて前記エンジンのトルクを制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のエンジンの熱効率推定装置によれば、熱効率不感帯設定手段により、今回周期のエンジンの制御パラメータの基準状態からのズレ量（例えば、エンジンの点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量）と、このズレ量（遅角量）とエンジンの熱効率との対応関係と、ズレ量に関して設定された不感帯幅とに基づいて、今回周期のズレ量における熱効率の不感帯を所定周期で設定し、熱効率算出手段が、ズレ量の所定時間での変化量と設定された効率に関する不感帯とに基づいて、変化量が不感帯の範囲内にある場合は、前回の周期で推定された前記熱効率を今回の周期の熱効率とするので、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。
【００２３】
特に、このズレ量に関する不感帯幅を、デジタル処理によって丸め誤差が発生する範囲、つまり、ズレ量に対する±単位ズレ量（単位遅角量）の幅である単位ズレ量の少なくとも２倍（２倍以上）に設定すれば、算出する熱効率への丸め誤差の影響を抑えることができ、例えば、定常運転時に丸め誤差の影響でズレ量が単位ズレ量だけ変化した場合にも、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。
【００２４】
また、ズレ量の変化量にかかる所定時間を制御周期の時間とすれば、シンプルなロジックで、変化する熱効率についても精度よく算出することができる。
また、ズレ量に対する熱効率の変化率である勾配に着目し、今回周期の熱効率の勾配の大きさに不感帯幅を乗算した値を不感帯基本値に設定したり、今回周期のズレ量に対応した熱効率と、今回周期のズレ量に対して不感帯幅だけ変化したズレ量に対応した熱効率とを算出し、算出した２つの熱効率の差を不感帯基本値に設定したりして、設定した不感帯基本値に基づいて熱効率の不感帯を設定すれば、確実に熱効率の不感帯を設定できる。
【００２５】
さらに、エンジンの運転が定常状態にあるほど１に近い値をとり、エンジンの運転が過渡状態にあるほど０に近い値をとるように、不感帯反映ゲインを設定し、不感帯基本値に設定された不感帯反映ゲインを乗算することにより熱効率の不感帯を設定すれば、ズレ量が当然に変動する過渡状態においては、不感帯の影響を抑えて変化する熱効率を適正に推定しながら、課題とするズレ量が当然には変動しない定常状態においては、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。
【００２６】
本発明の第１，第２のエンジントルク制御装置によれば、このように、適宜不感帯によって処理された熱効率を指標に用いた目標充填効率を算出して、この目標充填効率に基づいてエンジンのトルクを制御するので、目標充填効率が丸め誤差の影響なく算出され適切にエンジントルクを制御することができる。
また、過渡状態の補正量（実充填効率の予測補正量）の算出のために目標Ｅｃを用いるような場合であっても、目標Ｅｃの算出過程に適宜不感帯によって処理された熱効率を用いることにより、定常運転にあっては丸め誤差の影響による不要な補正量の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置の概要を説明するブロック図である。
【図２】本発明の第１，２実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置の要部を説明するブロック図である。
【図３】本発明の第１，２実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置の要部を説明するブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるエンジントルク制御装置の概要を説明するブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかるエンジントルク制御装置の要部を説明するブロック図である。
【図６】本発明の各実施形態にかかる点火時期の遅角量に関する不感帯幅の設定手法を説明する点火時期対応指標の特性図である。
【図７】本発明の各実施形態にかかる点火時期の遅角量に関する不感帯幅のもう一つの設定手法を説明する図であり、（ａ）は点火時期対応指標の特性図、（ｂ）は点火時期対応指標の勾配特性図である。
【図８】本発明の各実施形態にかかる不感帯反映ゲインの特性を示す図である。
【図９】本発明の各実施形態にかかる効果を説明する図であり、不感帯を使用しない場合のエンジン回転数、目標充填効率（目標Ｅｃ），実充填効率（Ｅｃ），目標充填効率変化率（目標Ｅｃ変化率），燃料演算用充填効率（燃料演算用Ｅｃ），充填効率予測補正量の時間変化を示している。
【図１０】本発明の各実施形態にかかる効果を説明する図であり、不感帯を使用した場合のエンジン回転数、目標充填効率（目標Ｅｃ），実充填効率（Ｅｃ），目標充填効率変化率（目標Ｅｃ変化率），燃料演算用充填効率（燃料演算用Ｅｃ），充填効率予測補正量の時間変化を示している。
【図１１】本発明の課題を説明するブロック図である。
【図１２】本発明の課題を説明する点火時期対応指標の特性図である。
【図１３】本発明の課題を説明する点火時期対応指標の勾配特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下の各実施形態では、エンジン（内燃機関）のトルク制御にかかる制御パラメータがエンジンの点火時期である場合を説明する。また、エンジントルクにかかる他の制御パラメータには、空燃比や外部ＥＧＲ等があるが、これらはいずれも基準状態であるものとする。例えば、空燃比は理論空燃比であり、外部ＥＧＲは作動していないものとする。したがって、制御パラメータの基準状態はＭＢＴ点火時期であって、制御パラメータの基準状態からのズレ量は点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量となる。
【００２９】
図１〜図３は第１実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置を説明するブロック図であり、図２〜５は第２実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置を説明するブロック図であり、図６，図７は各実施形態にかかる点火時期の遅角量に関する不感帯幅の設定手法を説明する図であり、図８は各実施形態にかかる不感帯反映ゲインの特性を示す図であり、図９，図１０は各実施形態にかかる効果を説明する図である。これらの図と、すでに課題の欄での説明に用いた図１１とを用いて説明する。
【００３０】
＜第１実施形態＞
〔構成〕
本実施形態にかかるエンジントルク制御装置は、図１１を用いて課題の欄で説明したように、エンジントルクを制御する際に、ＥＴＶ（電子制御スロットル弁）の通過空気量に相当する目標Ｐｉ（要求空気量算出用要求トルク，Ｐｉ：図示平均有効圧）ＰｉETVが取得されると、これに対応したＥｃ（充填効率：charging efficiency）を目標Ｅｃとして設定し、この目標Ｅｃに基づいてエンジントルクを制御する。
【００３１】
目標Ｐｉから目標Ｅｃを求める際に、目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）とこの時のエンジン回転数Ｎｅとからマップ（Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップ）により目標Ｅｃ変換係数を求めて（符号２２）、目標Ｐｉを目標Ｅｃ変換係数（符号２３）で除算することにより、目標Ｅｃを得るようにしている。ただし、使用するＰｉ−Ｅｃ変換係数マップは、エンジンの運転状態が標準条件（つまり、ＭＢＴ点火時期）でのものであるが、目標Ｐｉは通常この標準条件（ＭＢＴ点火時期）での値ではない。このため、目標Ｐｉ（ＰｉETV）を空気量制御用熱効率ＫPiで除算して（符号２１）、目標Ｐｉ（ＰｉETV）をこの標準条件（ＭＢＴ点火時期）の値である標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）に換算（基準化）した上で、Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップを使用している。このときの目標Ｐｉを基準化する機能（符号２１等）が目標トルク基準化手段に相当する。
【００３２】
そして、基準化した目標Ｐｉ、即ち、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）と、この時に図示しないエンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）から得られるエンジン回転数Ｎｅとから、マップ（Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップ）を参照して、目標Ｅｃ変換係数を求めて、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）をこの目標Ｅｃ変換係数で除算することにより、目標Ｅｃを算出している。このときの目標Ｅｃを算出する機能（符号２２，２３等）が目標充填効率算出手段に相当する。
【００３３】
ところで、上記の目標Ｐｉの基準化には、目標Ｐｉが得られた時点における点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量に対するエンジンの熱効率の特性を利用している。つまり、図６に示すように、点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量に対応して熱効率は減少し、マップを使用するために目標Ｐｉを基準化するには、ある運転状態での目標Ｐｉをこの運転状態での遅角量に対応した熱効率（空気量制御用熱効率）ＫPiで除算すればよい。
【００３４】
そこで、図１１に示すように、目標Ｐｉ（ＰｉETV）を空気量制御用熱効率ＫＰｉで除算して、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）を算出して、この算出した標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）とこの時のエンジン回転数Ｎｅとからマップ（Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップ）により目標Ｅｃ変換係数を求めて、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）をこの目標Ｅｃ変換係数で除算することにより、目標Ｅｃを算出している。
【００３５】
本装置に特徴的な点は、点火時期について一定の不感帯幅を設け、この点火時期不感帯幅に対応する熱効率の変動幅を熱効率不感帯として設定し、熱効率不感帯内の熱効率変動については、その変動を考慮しないで、変動前の熱効率（空気量制御用熱効率）ＫＰｉを維持して使用するようにしている。
ただし、エンジンの運転が定常状態にあるか過渡状態にあるかのパラメータに基づいて、エンジンの運転が定常状態にあるほど１に近い値をとり、エンジンの運転が過渡状態にあるほど０に近い値をとるように、不感帯反映ゲインを設定し、点火時期不感帯幅に対応する熱効率不感帯（不感帯基本値）に不感帯反映ゲインを乗算して、これにより得られた熱効率不感帯を空気量制御用熱効率ＫＰｉの更新に用いるようにしている。
【００３６】
つまり、図１に示すように、本実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置（熱効率推定手段）１は、点火指標不感帯を設定する点火指標不感帯設定部（熱効率不感帯設定手段）１０Ａと、点火指標不感帯を用いて熱効率を算出する熱効率算出部（熱効率算出手段）１０Ｂとを備え、点火指標不感帯設定部１０Ａは、点火指標不感帯基本値算出部（不感帯基本値設定手段）１１と、不感帯反映ゲイン算出部（ゲイン設定手段）１２と、乗算部１３とから構成される。
【００３７】
エンジンの熱効率推定装置１は、図示しないが、さらに、エンジンの点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量とエンジンの熱効率との対応関係のマップ（若しくはテーブル、ここでは、図６に示すような点火指標マップ）を記録したメモリ（対応関係記録手段）をそなえると共に、エンジンの点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量を所定の遅角量単位で所定の周期毎に取得する機能（遅角量取得手段，ズレ量取得手段）を有している。所定の遅角量単位とは、制御にかかる演算上の最小単位（LSB：Least Significant Bit）であり、例えば、クランク角で１度（=１°ＣＡ）など、演算処理負担が過剰にならないように適宜設定される。
【００３８】
点火指標不感帯基本値算出部１１は、図２に示すように、目標Ｅｃの取得時の点火時期（目標点火時期）をＭＢＴ点火時期から減算して遅角量を得て（符号１１ａ参照）、この遅角量とその時点のエンジン回転数とを、及び、この遅角量を点火時期の不感帯幅Ｂで減算した値（符号１１ｂ参照）と、その時点でエンジン回転数センサから得られるエンジン回転数とを、それぞれ点火指標マップ（熱効率マップ，符号１１ｃ参照）を用いて、点火指標（熱効率）に変換して、それぞれの点火指標（熱効率）の差を算出して（符号１１ｄ参照）、点火指標不感帯基本値（熱効率不感帯基本値）とする。
【００３９】
なお、点火時期の不感帯幅Ｂは、遅角量単位の２倍、ここでは、クランク角で２度（=２°ＣＡ）に設定される。定常運転中の微小変動による点火時期変動が遅角量単位以上となる場合には、点火時期の不感帯幅Ｂは遅角量単位の２倍以上に設定される。
したがって、図６に示すように、遅角量に対応した点火指標（熱効率）と（点Ｐ１参照）、遅角量を点火時期の不感帯幅Ｂで減算した（遅角させた）値に対応した点火指標（熱効率）とが得られ（点Ｐ２参照）、それぞれの点火指標（熱効率）の差Ｙ２を算出し、この値Ｙ２を、点火指標不感帯基本値（熱効率不感帯基本値）とする。
【００４０】
この手法に替えて、点火指標不感帯基本値算出部１１は、図７（ａ）に示すように、その時点の遅角量Ａにおける遅角量に対する熱効率の勾配ｇｒ１の大きさに、不感帯幅を乗算した値ｇｒ１×Ｂを点火指標不感帯基本値（熱効率不感帯基本値）Ｙ２´に設定してもよい。この場合、図６に示す手法による演算値Ｙ２に対して誤差（Ｙ２´＋α＝Ｙ２）が生じるが、図７（ｂ）に示すように、遅角量と遅角量に対する熱効率の勾配ｇｒのマップを用意すれば、遅角量Ａからこれに対応する勾配ｇｒ１を直に求めて、これに感帯幅Ｂを乗算して点火指標不感帯基本値（熱効率不感帯基本値）Ｙ２´（＝ｇｒ１×Ｂ）を簡便に設定することができる。
【００４１】
不感帯反映ゲイン算出部１２は、図３に示すように、目標運転パラメータとしての目標筒内吸気量（目標筒内空気量とも言う）と、目標Ｔｈ流量（目標スロットル流量）のノイズフィルタ処理値（符号１２ａ参照）との差を演算部１２ｂにより算出し、さらに、演算部１２ｃによりこの差の絶対値を算出し、この差の絶対値に基づいて、不感帯反映ゲインＧを設定する。なお、上記の差の絶対値は目標運転パラメータ遅れ量に相当し、上記の演算部１２ｂ，１２ｃは目標運転パラメータ遅れ量算出手段に相当する。
【００４２】
目標筒内吸気量はエンジンの目標トルクに対応するので前回周期の目標トルクパラメータから求めることができ、目標Ｔｈ流量のノイズフィルタ処理値は、スロットル開度指令値に対応した最新の目標Ｔｈ流量にフィルタ係数ｋを乗算し、前回のノイズフィルタ処理値に（１−ｋ）を乗算したものに加えることにより得られる。
なお、本実施形態では、エンジン（内燃機関）の運転目標としての目標運転パラメータとして、エンジン目標筒内空気量を用いており、エンジンの操作対象目標として、この目標筒内空気量を進みフィルタで進み演算処理をして得られるエンジンの目標スロットル流量を上記のノイズフィルタで処理した値（フィルタ後目標運転パラメータ）を用いている。
【００４３】
つまり、エンジンの「筒内空気量」は、「スロットル流量」に対して遅れフィルタ処理を施したものとなる。これとは逆に、「目標筒内空気量」に進みフィルタ処理を施したものが「目標スロットル流量」となる。そこで、エンジンの筒内空気量を「目標筒内空気量」に制御するために、エンジンの具体的な制御要素であるスロットル流量の目標値［目標Ｔｈ流量（目標スロットル流量）］として、「目標筒内空気量」を進みフィルタで処理した値を、更にノイズフィルタで処理して得られた値（フィルタ後目標運転パラメータ）を採用している。
【００４４】
車両の始動時や加速時などには、エンジンの目標トルクが変化（増加又は減少）する過渡時であるが、このときには、目標Ｔｈ流量のフィルタ処理値は目標筒内吸気量に対して遅れて変化するので、目標筒内吸気量から目標Ｔｈ流量のフィルタ処理値を減算した差の絶対値は、目標トルクの変化が大きいほど、つまり、過渡状態が強いほど、大きくなる。逆に、定常状態に近づくほど、かかる差の絶対値はゼロに近づく。
【００４５】
不感帯反映ゲイン算出部１２は、かかる差の絶対値（目標運転パラメータ遅れ量，吸気量遅れ量対応値）を、前回周期の吸気量遅れ量（過渡判定パラメータに相当する）に１よりも小さい減衰係数を乗算した値と比較して、大きい方を、今回周期の吸気量遅れ量（過渡判定パラメータ）に設定する演算部（過渡判定パラメータ算出手段）１２ｄを有し、図７に示すような特性の反映ゲインマップを用いて、吸気量遅れ量（過渡判定パラメータ）に対応した不感帯反映ゲインＧを算出する。差の絶対値（目標運転パラメータ遅れ量）と前回周期の吸気量遅れ量（過渡判定パラメータ）に１よりも小さい減衰係数を乗算した値の大きい方取りをしているのは、差が単発的に生じても適切に過渡状態を判定するためである。
【００４６】
例えば、単発的な目標Ｔｈ流量変化によって実Ｔｈ流量が変化するに至ることが考えられる。そして、実際の筒内空気量は実Ｔｈ流量に対して応答遅れをもって推移し、その期間は過渡状態であるといえる。ここで、単に差の絶対値のみを以って過渡か否かを判定すると、最新の目標Ｔｈ流量が単発的に変化した場合には、差の絶対値も単発的に生じることから差の絶対値はすぐに小さくなって定常運転と判断してしまう。そこで、差の絶対値と前回周期の吸気量遅れ量に減衰乗数を乗算した値の大きい方取りをすることによって、筒内空気量の応答遅れを考慮した適切な過渡状態の判定をすることができる。
【００４７】
なお、図８に示すように反映ゲインマップは、吸気量遅れ量が所定値以下の小さい範囲では、定常状態であるものとして不感帯反映ゲインを１とし、吸気量遅れ量が所定値以上になると吸気量遅れ量が大きくなるのに従って、不感帯反映ゲインは減少して０に近づく。
エンジンの熱効率推定装置１は、図１に示すように、演算部１３において、点火指標不感帯基本値算出部１１により算出された点火指標不感帯基本値（熱効率不感帯基本値）Ｙ２に不感帯反映ゲイン算出部１２より算出された不感帯反映ゲインＧを乗算して、点火指標不感帯（熱効率不感帯）を得ている。
【００４８】
そして、今回周期の不感帯反映前の点火指標（熱効率）と、前回周期の点火指標（熱効率）との差を算出し（符号１ａ参照）、この差（点火指標変化量（不感帯反映前））に点火指標不感帯から点火指標不感帯を減算すると共に（符号１ｂ参照）、点火指標不感帯を加算し（符号１ｃ参照）、点火指標変化量が正の場合には、減算値が正であればこれを点火指標変化量（不感帯反映後）とし、点火指標変化量が負の場合には、減算値が負であればこれを点火指標変化量（不感帯反映後）とする（符号１ｄ参照）。その他の場合は、０を点火指標変化量（不感帯反映後）とする。
そして、前回周期の不感帯反映後の点火指標（熱効率）に、点火指標変化量（不感帯反映後）を加算することにより、今回の周期の不感帯反映後の点火指標（熱効率）を算出する（符号１ｅ参照）。
【００４９】
〔作用及び効果〕
本実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置は、上述のように構成されるので、エンジンの点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量に関する不感帯幅Ｂを設定し、遅角量とエンジンの熱効率との対応マップ等を用いて不感帯幅Ｂに基づいて、遅角量における熱効率の不感帯（点火指標不感帯）Ｙ２を制御周期毎に設定し、熱効率変化量がこの不感帯Ｙ２の範囲内にある場合は、前回の周期で推定された熱効率（点火指標）を今回の周期の熱効率とするので、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。
【００５０】
特に、デジタル処理によって指標を演算する場合に、遅角量の数値に丸め誤差が発生して単位遅角量だけ変化することを想定すると、この遅角量に関する不感帯幅を、丸め誤差が発生する範囲、つまり、遅角量に対する±単位遅角量の幅である単位遅角量の２倍に設定すれば、算出する熱効率への丸め誤差の影響を抑えることができ、例えば、定常運転時に丸め誤差の影響で遅角量が単位遅角量だけ変化した場合にも、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。また、定常運転中の微小変動による点火時期変動が単位遅角量以上となる場合には、点火時期の不感帯幅Ｂを遅角量単位の２倍以上に設定すれば、熱効率をかかる点火時期変動の影響なく算出することができる。
【００５１】
さらに、エンジンの運転が定常状態にあるほど１に近い値をとり、エンジンの運転が過渡状態にあるほど０に近い値をとるように、不感帯反映ゲインＧを設定し、不感帯基本値に設定された不感帯反映ゲインＧを乗算することにより熱効率の不感帯を設定するので、エンジンの運転が過渡状態の場合においては、不感帯の影響を抑えて変化する熱効率を適正に推定しながら、エンジンの運転が定常状態の場合においては、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。
【００５２】
そして、このように、適宜不感帯によって処理されて適切に設定される熱効率を指標に目標充填効率を算出して、この目標充填効率に基づいてエンジンのトルクを制御するので、目標充填効率が丸め誤差の影響なく算出され適切にエンジントルクを制御することができる。また、過渡状態の補正量（実充填効率の予測補正量）の算出のために目標充填効率を用いるような場合であっても、目標充填効率の算出過程に適宜不感帯によって処理された熱効率を用いることにより、定常運転にあっては丸め誤差の影響による不要な補正量の発生を防止することができる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
〔構成〕
本実施形態にかかるエンジントルク制御装置は、点火指標不感帯に基づいて目標Ｅｃの不感帯を設定し、目標Ｅｃの変化がこの目標Ｅｃ不感帯の範囲内である場合、前回の目標Ｅｃを用いるように構成されている。
【００５４】
つまり、図４に示すように、本実施形態にかかるエンジントルク制御装置１００は、第１実施形態で説明したもの（図２，３参照）と同様の点火指標不感帯設定部（熱効率不感帯設定手段）１０Ａに加えて、この点火指標不感帯設定部１０Ａで設定された点火指標不感帯から目標Ｅｃ不感帯を算出する目標Ｅｃ不感帯算出部（目標充填効率不感帯設定手段）１４を備えて構成される。
【００５５】
ここで、目標Ｅｃ不感帯算出部１４を説明すると、図５に示すように、演算部１４ａにおいて、点火指標不感帯設定部１０Ａで設定された点火指標不感帯をこのときの点火指標（空気量制御用熱効率）に加算して、この不感帯で処理（加算）された点火指標（空気量制御用熱効率）と不感帯で処理されない点火指標（空気量制御用熱効率）とのそれぞれを用いて、吸気量目標値であるＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）を各点火指標で除算して（符号１４ｂ，１４ｃ参照）標準条件（ＭＢＴ点火時期）の標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）に換算（基準化）する。
【００５６】
さらに、これにより得られた標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉのいずれかとこの時のエンジン回転数Ｎｅとからマップ（Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップ）により目標Ｅｃ変換係数を求めて、基準化された各目標Ｐｉ（不感帯で処理しない基準化目標Ｐｉと不感帯で処理した基準化目標Ｐｉと）を目標Ｅｃ変換係数で除算することにより（符号１４ｄ，１４ｅ参照）、不感帯で処理しない目標Ｅｃと不感帯で処理した目標Ｅｃとを得て、これらの差（不感帯で処理しない目標Ｅｃ−不感帯で処理した目標Ｅｃ）を算出して（符号１４ｆ参照）、この差を目標Ｅｃ不感帯に設定する。
【００５７】
エンジントルク制御装置１００では、図４に示すように、不感帯を考慮しない今回の目標Ｅｃと、不感帯を考慮した前回の目標Ｅｃとの差（目標Ｅｃ変化量）を算出し（符号１００ａ参照）、この目標Ｅｃ変化量に、目標Ｅｃ不感帯算出部１４により設定された目標Ｅｃ不感帯を減算（符号１００ｃ参照）及び加算（符号１００ｂ参照）する。
そして、エンスト時及びエンジン始動時を除き、目標Ｅｃ変化量の正負に応じて目標Ｅｃ変化量（不感帯反映後）を設定する。
【００５８】
つまり、目標Ｅｃ変化量が０又は正であれば、目標Ｅｃ変化量から目標Ｅｃ不感帯を減算した減算値が０又は正の場合、つまり、目標Ｅｃ変化量が目標Ｅｃ不感帯以上の場合は、目標Ｅｃ変化量（不感帯反映前）をそのまま目標Ｅｃ変化量（不感帯反映後）に採用し、目標Ｅｃ変化量から目標Ｅｃ不感帯を減算した減算値が負の場合、つまり、目標Ｅｃ変化量が目標Ｅｃ不感帯未満の場合は、０を目標Ｅｃ変化量（不感帯反映後）に採用する。つまり、目標Ｅｃ変化量はないものとする。
【００５９】
一方、目標Ｅｃ変化量が負であれば、目標Ｅｃ変化量から目標Ｅｃ不感帯を加算した加算値が０又は負の場合、つまり、目標Ｅｃ変化量が目標Ｅｃ不感帯以上の場合は、目標Ｅｃ変化量（不感帯反映前）をそのまま目標Ｅｃ変化量（不感帯反映後）に採用し、目標Ｅｃ変化量から目標Ｅｃ不感帯を加算した加算値が正の場合、つまり、目標Ｅｃ変化量が目標Ｅｃ不感帯未満の場合は、０を目標Ｅｃ変化量（不感帯反映後）に採用する。つまり、目標Ｅｃ変化量はないものとする。
【００６０】
そして、このように設定された目標Ｅｃ変化量を前回周期の目標Ｅｃに加算して、今回周期の目標Ｅｃに設定する。したがって、点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量がその不感帯幅Ｂの範囲内にある場合には、目標Ｅｃの変化量の目標Ｅｃ不感帯の範囲内となり、前回の目標Ｅｃを用いることになる。
この目標Ｅｃに基づいてエンジントルクを制御する。
【００６１】
〔作用及び効果〕
本実施形態にかかるエンジントルク制御装置は、上述のように構成されるので、目標Ｅｃの変化量が、エンジンの点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量に関する不感帯幅Ｂに基づいて設定される目標Ｅｃ不感帯の範囲内にあれば、目標Ｅｃを変更しないで前回の目標Ｅｃを用いてエンジントルクを制御するので、目標充填効率が丸め誤差の影響なく算出され適切にエンジントルクを制御することができる。
【００６２】
＜実験例＞
図９，図１０は、エンジン回転数が一定の条件下で、エンジンへのトルク要求が急増し（過渡状態）、その後、その負荷状態が略一定に継続される（定常状態）場合における、エンジン回転数，エンジンのトルク制御目標Ｅｃ（太線），実Ｅｃ（充填効率相当値）（細線），不感帯処理しない目標Ｅｃ変化率（図９では太線、図１０では細線），目標Ｅｃ不感帯（図１０に中線），不感帯処理後の目標Ｅｃ変化率（図１０に太線），充填効率予測補正量（太線、実Ｅｃの予測補正量），燃料演算用Ｅｃ（細線、実Ｅｃに予測補正量を反映したもの）をそれぞれ示すタイムチャートである。図９は不感帯を採用しない場合を示し、図１０は不感帯を採用した場合を示す。ただし、図９，図１０は、条件は近似するものの同一ではない。また、変化率は所定時間（例えば、１０ｍsec）前の値との差である。
【００６３】
図９に示すように、不感帯を採用しない場合は、定常状態において、目標Ｅｃ変化率が丸め誤差の影響を受けて振動し、トルク制御目標Ｅｃも燃料演算用Ｅｃも充填効率予測補正量も同様に変動する。
一方、図１０に示すように、不感帯を採用した場合は、定常状態においては不感帯が大きく設定され、目標Ｅｃ変化率が丸め誤差の影響を受けずに安定し、トルク制御目標Ｅｃも燃料演算用Ｅｃも充填効率予測補正量も同様に安定する。また、定常状態においては不感帯が小さく設定され、トルク制御目標Ｅｃも燃料演算用Ｅｃも充填効率予測補正量も変動レスポンスが確保される。
【００６４】
＜その他＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でかかる実施形態を適宜変更して実施することができる。
例えば、上記の実施形態では、エンジンの制御パラメータがエンジンの点火時期である場合を説明したが、エンジンの制御パラメータはこれに限らず、例えば、空燃比や外部ＥＧＲの有無などその他の制御パラメータであっても適用しうる。例えば、エンジンの制御パラメータが空燃比の場合、制御パラメータの基準状態は理論空燃比として、制御パラメータの基準状態からのズレ量は実空燃比の理論空燃比との差とすることができ、本発明を適用できる。
【００６５】
また、本装置は、自動車等の車両用エンジンだけでなく、舶用エンジン等の他の乗り物用（輸送用エンジン）にも適用するなど、種々のエンジンに適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１ エンジンの熱効率推定装置（熱効率推定手段）
１０Ａ 点火指標不感帯設定部（熱効率不感帯設定手段）
１０Ｂ 熱効率算出部（熱効率算出手段）
１１ 点火指標不感帯基本値算出部（不感帯基本値設定手段）
１２ 不感帯反映ゲイン算出部（ゲイン設定手段）
１２ｂ，１２ｃ 演算部（目標運転パラメータ遅れ量算出手段）
１２ｄ 演算部（過渡判定パラメータ算出手段）
１３ 乗算部
１４ 目標Ｅｃ不感帯算出部（目標充填効率不感帯設定手段）
２１ 目標トルク基準化手段
２２，２３ 目標充填効率算出手段
１００ エンジントルク制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輸送機器用エンジンに用いて好適の、エンジンの熱効率推定装置及びこれを用いたエンジントルク制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両用エンジン（内燃機関）では、近年、スロットルバルブをアクセル操作に対して独立して電子制御できる吸気システム（例えば、ドライブ・バイ・ワイヤ（ＤＢＷ）システム）が普及しており、このシステムをそなえたエンジンの場合、アクセル操作以外のエンジン出力（トルク）要求に対して、スロットルバルブを制御する技術が開発されている。
【０００３】
例えば、アクセル操作が行われない場合でも、エンジンや変速装置等の保護、あるいはエンジンストールの回避といった観点から、エンジンの回転速度の上限値及び下限値を設定し、これらの限界値内に迅速かつ正確にエンジンの回転速度が設定速度となるようにするエンジンの出力トルク制御が必要となる。
そこで、エンジントルクに着目して制御を行なう、いわゆるトルクベース制御が開発されている。例えば、特許文献１には、エンジンの要求トルクの指標から目標トルクの指標を求め、この目標トルクの指標に基づいて電子制御スロットルバルブを適正な開度に調節して、所望のエンジン出力トルクを得る技術が記載されている。この技術の場合、エンジンのトルク制御の指標として図示平均有効圧を用いて制御している。
【０００４】
つまり、この技術では、アクセル要求やエンジン回転速度に基づき要求トルクの指標としての図示平均有効圧（アクセル要求Ｐｉ）を算出し、外部負荷要求に基づき図示平均有効圧（外部要求Ｐｉ）を算出し、アクセル要求Ｐｉと外部要求Ｐｉとに基づき目標トルクの指標としての図示平均有効圧の目標値（目標Ｐｉ）を算出する。さらに、目標Ｐｉに基づき充填効率の目標値（目標Ｅｃ）を算出し、この目標Ｅｃに基づき吸入空気流量の目標値（目標吸気流量Ｑｔ）を算出して、目標吸気流量Ｑｔに基づきＥＴＶ（電子制御スロットル弁）の開度の目標値（目標ＥＴＶ開度）を算出し、ＥＴＶの開度を調整している。
【０００５】
ところで、エンジントルクはスロットルバルブ以外の要素によっても変化する。例えば、点火時期を進角もしくは遅角してもエンジントルクは増減するので、いわゆるトルクベース制御を行なう場合、この点火時期をも考慮することが必要になる。
かかる点火時期制御に関しては種々の技術が提案されており、例えば、特許文献２には、トルクベース制御までは言及されていないが、内燃機関の図示トルク（機関出力軸から出力される正味トルクに、機関内部の摩擦損失を加えた全トルク）は点火時期に応じて変化し、点火時期を遅角限界値から進角側に移動させると、図示トルクは上昇し、次いで下降する。このトルク特性曲線の頂点の直前にＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）とよばれる、実質的に、大きなトルクが得られると共にノッキングが発生しない点火時期があることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１６３２７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２９８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、スロットルバルブ以外でエンジントルクに影響する要素としては、点火時期があり、このほかに空燃比や外部ＥＧＲの作動，非作動等も影響する。例えば、特許文献１のように、充填効率の目標値（目標Ｅｃ）を算出する場合、目標Ｐｉ（ＰｉETV）は、アクセル開度やエンジン回転速度に基づくアクセル要求Ｐｉと、外部負荷要求に基づく外部負荷要求Ｐｉとを加算して得られるが、これらのアクセル要求Ｐｉや外部負荷要求Ｐｉは、通常、理論空燃比、且つ外部ＥＧＲなし、且つＭＢＴ点火（熱効率＝１．０）における値（標準条件のＰｉ値）である。
【０００８】
しかしながら、実際の運転状況では、空燃比は理論空燃比とは限らず、外部ＥＧＲも作動している場合があり、点火時期もＭＢＴ点火時期とは限らない。したがって、トルクベース制御を行なう場合に、制御量としての目標Ｅｃにこれらの要素の影響を考慮しなくては、適正な制御量を得ることができない。そこで、空燃比や外部ＥＧＲの作動，非作動や点火時期といったエンジンの運転条件が標準条件でない場合にも適正な目標Ｅｃを算出する手法が要求される。
【０００９】
例えば、図１１は点火時期の影響を考慮して目標Ｅｃを設定する演算手法の一例として本発明の案出過程で考えられた手法を説明するもので、ＥＴＶ（電子制御スロットル弁）の通過空気量に相当する目標Ｐｉ（要求空気量算出用要求トルク）ＰｉETVは、その時点のエンジンの運転条件に対する値（実際値）であり標準条件に対する値ではないので、ＰｉETVを標準条件（つまり、理論空燃比、且つ外部ＥＧＲなし、且つＭＢＴ点火時期）での値（標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ）ＰｉETV_STDに換算する。ここでは、目標Ｐｉ（ＰｉETV）を空気量制御用熱効率ＫＰｉで除算して（符号２１）、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）を算出している。そして、この算出した標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）とこの時のエンジン回転数Ｎｅとからマップ（Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップ）により目標Ｅｃ変換係数を求めて（符号２２）、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）をこの目標Ｅｃ変換係数で除算することにより（符号２３）、目標Ｅｃを算出している。
【００１０】
この場合の空気量制御用熱効率ＫPiは、エンジントルクを増減させる指標として用いられる。この指標となる熱効率は点火時期に相関し、指標（熱効率）は、下式のように、「ＭＢＴからの各遅角量におけるトルク」を「ＭＢＴ時のトルク」により除算した値であり、指標としては「ＭＢＴからの各遅角量」に応じて０〜１の値をとる。
熱効率＝（ＭＢＴからの各遅角量におけるトルク）／(ＭＢＴ時のトルク)
また、この指標（熱効率）は、例えば図１２に示すように、ＭＢＴ点火時期からの遅角量が大きくなるほど減少し、この際の減少率、つまり、横軸にＭＢＴ点火時期からの遅角量をとって縦軸に指標をとった場合の変化率勾配は、ＭＢＴ点火時期からの遅角量が小さい領域Ａ１では小さく、ＭＢＴ点火時期からの遅角量が大きい領域Ａ２では大きくなる傾向がある。ＭＢＴ点火時期からの遅角量に対する指標（熱効率）の変化率勾配の大きさ（絶対値）は例えば図１３に示すような特性となる。
【００１１】
このような特性の場合、勾配が大きい領域では単位遅角量あたりの熱効率変化が大きいこととなるため、制御性の観点で好ましくない。つまり、デジタル処理によって指標を演算する場合、遅角量の数値に丸め誤差が発生して単位遅角量だけ変化することが想定されるところ、その丸め誤差の影響が無視できないものとなるからである。なお、単位遅角量は、制御にかかる演算上の最小単位（LSB：Least Significant Bit）である。
例えば、定常運転であっても丸め誤差の影響でＭＢＴ点火時期からの遅角量が単位遅角量だけ変化する場合があり、遅角量に対する熱効率が単位遅角量に対応する分だけ変動することとなる。
【００１２】
遅角量に対する熱効率の変化率勾配が大きい運転領域では、この単位遅角量だけの変化が熱効率に大きく影響することになり、遅角量の僅かな変化が熱効率には大きな変化になってしまう。したがって、このような領域では熱効率の誤差が大きくなり、このため、この熱効率を指標として用いて目標Ｅｃを設定すると、設定した目標Ｅｃにも大きな誤差が生じてしまいエンジン制御を適正に行えないという課題が生じる。さらに、過渡状態の補正量（実充填効率の予測補正量）の算出のために目標Ｅｃを用いるような場合には、目標Ｅｃの算出過程に熱効率を含むことから、定常運転であっても丸め誤差の影響で過渡状態の補正量が発生してしまうという不都合が生じる。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ＭＢＴ点火時期からの遅角量など、エンジン制御パラメータの基準状態からのズレ量に対して丸め誤差の影響を抑えてこれに対応した熱効率を算出することができるようにして、熱効率を指標として用いてエンジンのトルク制御をする場合にも、これを適切に行なうことができるようにした、エンジンの熱効率推定装置及びこれを用いたエンジントルク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】
【００１４】
上述の目標を達成するために、本発明のエンジンの熱効率推定装置は、エンジンの制御パラメータの基準状態からのズレ量と前記エンジンの熱効率との対応関係を記録した対応関係記録手段と、前記ズレ量を所定のズレ量単位で所定の周期毎に取得するズレ量取得手段と、前記ズレ量取得手段により取得された今回周期の前記ズレ量と前記対応関係記録手段に記録された前記対応関係と前記ズレ量に関して設定された不感帯幅とに基づいて、今回周期の前記ズレ量における前記熱効率の不感帯を所定周期で設定する熱効率不感帯設定手段と、前記周期で前記熱効率を算出する手段であって、前記ズレ量取得手段により取得された前記ズレ量の所定時間での変化量と前記熱効率不感帯設定手段により設定された前記熱効率に関する不感帯とに基づいて、前記変化量が前記不感帯の範囲内にある場合は、前回の周期で推定された前記熱効率を今回の周期の熱効率とし、前記変化量が前記不感帯の範囲外にある場合は、今回の周期で前記ズレ量取得手段により取得された前記ズレ量と前記対応関係記録手段に記録された前記対応関係とに基づいて、今回の周期の熱効率を算出する熱効率算出手段と、をそなえていることを特徴としている。
【００１５】
丸め誤差の影響を排除するため、前記不感帯幅は前記ズレ量単位の少なくとも２倍（２倍以上）に設定されていることが望ましい。また、前記所定時間は前記周期の時間に設定されていることが好ましい。
前記対応関係が得られる、前記ズレ量と前記ズレ量に対する前記熱効率の変化率である勾配との関係を記録したマップをそなえ、前記熱効率不感帯設定手段は、前記マップから得られる今回周期の前記熱効率の勾配の大きさに前記不感帯幅を乗算した値を不感帯基本値に設定する不感帯基本値設定手段をそなえ、前記不感帯基本値に基づいて前記熱効率の不感帯を設定することが好ましい。
【００１６】
前記熱効率不感帯設定手段は、前記対応関係から、今回周期の前記ズレ量に対応した前記熱効率と、今回周期の前記ズレ量に対して前記不感帯幅だけ変化した前記ズレ量に対応した前記熱効率とを算出し、算出した２つの前記熱効率の差を不感帯基本値に設定する不感帯基本値設定手段をそなえ、前記不感帯基本値に基づいて前記熱効率の不感帯を設定することが好ましい。
【００１７】
前記熱効率不感帯設定手段は、前記エンジンの運転が定常状態にあるか過渡状態にあるかの過渡判定パラメータに基づいて、前記エンジンの運転が定常状態にあるほど１に近い値をとり、前記エンジンの運転が過渡状態にあるほど０に近い値をとるように、不感帯反映ゲインを設定するゲイン設定手段を備え、前記不感帯基本値に前記ゲイン設定手段により設定された前記不感帯反映ゲインを乗算することにより前記熱効率の不感帯を設定することが好ましい。
【００１８】
また、前記ゲイン設定手段は、前記エンジンの目標運転パラメータと、前記目標運転パラメータにフィルタ処理したフィルタ後目標運転パラメータとの差の絶対値を算出する目標運転パラメータ遅れ量算出手段と、前記目標運転パラメータ遅れ量の今回周期算出値と、前記過渡判定パラメータの前回周期算出値に１よりも小さい減衰係数を乗算して算出した値との大きいもの取りをして前記過渡判定パラメータの今回周期算出値を算出する過渡判定パラメータ算出手段と、を備えていることが好ましい。
【００１９】
この場合、前記エンジンの目標運転パラメータは、前記エンジンの目標筒内吸気量（目標筒内空気量）であって、前記フィルタ後目標運転パラメータは、前記エンジンの目標スロットル流量であることが好ましい。
前記制御パラメータは、エンジンの点火時期であって、前記制御パラメータの基準状態は、ＭＢＴ点火時期であって、前記制御パラメータの前記基準状態からのズレ量は、前記点火時期の前記ＭＢＴ点火時期からの遅角量であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明のエンジンの熱効率推定装置は、エンジンの制御パラメータのその時点の状況下での目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、前記エンジンの熱効率を推定する熱効率推定手段と、前記目標トルク取得手段により取得された前記目標トルクを前記熱効率により除算して前記制御パラメータが基準状態である場合の目標トルクに基準化する目標トルク基準化手段と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記目標トルクを前記エンジン回転数に対応して前記エンジンのトルク制御パラメータである充填効率に変換するための変換係数を求めるマップであって、前記制御パラメータが基準状態である場合の前記目標トルク及び前記エンジン回転数と前記変換係数とを対応させた変換係数マップと、前記変換係数マップを用いて、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクから前記エンジン回転数に応じた前記変換係数を算出する変換係数算出手段と、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である目標充填効率を算出する目標充填効率算出手段と、をそなえ、前記熱効率推定手段には、上記のエンジンの熱効率推定装置が用いられ、前記目標充填効率算出手段により算出された前記目標充填効率に基づいて前記エンジンのトルクを制御することを特徴としている。
【００２１】
本発明のもう一つのエンジンの熱効率推定装置は、エンジンの制御パラメータのその時点の状況下での目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、上記のエンジンの熱効率推定装置が用いられ、前記変化量が前記不感帯の範囲内にある場合において、前回の周期で推定された前記熱効率を今回の周期の熱効率とされた不感帯利用熱効率と、今回の周期で取得された前記ズレ量と前記対応関係とに基づいて算出され今回の周期の熱効率と推定された不感帯非利用熱効率とをいずれも算出する熱効率算出手段と、前記目標トルク取得手段により取得された前記目標トルクを、前記熱効率算出手段により算出された前記不感帯利用熱効率及び前記不感帯非利用熱効率によりそれぞれ除算して、前記制御パラメータが基準状態である場合の第１目標トルク及び第２目標トルクに基準化する目標トルク基準化手段と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記の目標トルクを前記エンジン回転数に対応して前記エンジンのトルク制御パラメータである充填効率に変換するための変換係数を求めるマップであって、前記制御パラメータが基準状態である場合の前記目標トルク及び前記エンジン回転数と前記変換係数とを対応させた変換係数マップと、前記変換係数マップを用いて、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクから前記エンジン回転数に応じた前記変換係数を算出する変換係数算出手段と、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記第２目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である目標充填効率の基本値を所定の周期毎に算出する目標充填効率基本値算出手段と、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記第１目標トルク及び前記第２目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である第１目標充填効率及び第２目標充填効率を算出して、前記第１目標充填効率及び前記第２目標充填効率の差を目標充填効率変化量不感帯と設定する目標充填効率不感帯設定手段と、前回周期の前記目標充填効率と今回周期の前記目標充填効率基本値との差が前記目標充填効率変化量不感帯以内であれば、前回周期の前記目標充填効率を今回周期の前記目標充填効率とし、前回周期の前記目標充填効率と今回周期の前記目標充填効率基本値との差が前記目標充填効率変化量不感帯以上であれば、今回周期の前記目標充填効率基本値を今回周期の前記目標充填効率とする目標充填効率算出手段と、をそなえ、前記目標充填効率算出手段により算出された前記目標充填効率に基づいて前記エンジンのトルクを制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のエンジンの熱効率推定装置によれば、熱効率不感帯設定手段により、今回周期のエンジンの制御パラメータの基準状態からのズレ量（例えば、エンジンの点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量）と、このズレ量（遅角量）とエンジンの熱効率との対応関係と、ズレ量に関して設定された不感帯幅とに基づいて、今回周期のズレ量における熱効率の不感帯を所定周期で設定し、熱効率算出手段が、ズレ量の所定時間での変化量と設定された効率に関する不感帯とに基づいて、変化量が不感帯の範囲内にある場合は、前回の周期で推定された前記熱効率を今回の周期の熱効率とするので、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。
【００２３】
特に、このズレ量に関する不感帯幅を、デジタル処理によって丸め誤差が発生する範囲、つまり、ズレ量に対する±単位ズレ量（単位遅角量）の幅である単位ズレ量の少なくとも２倍（２倍以上）に設定すれば、算出する熱効率への丸め誤差の影響を抑えることができ、例えば、定常運転時に丸め誤差の影響でズレ量が単位ズレ量だけ変化した場合にも、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。
【００２４】
また、ズレ量の変化量にかかる所定時間を制御周期の時間とすれば、シンプルなロジックで、変化する熱効率についても精度よく算出することができる。
また、ズレ量に対する熱効率の変化率である勾配に着目し、今回周期の熱効率の勾配の大きさに不感帯幅を乗算した値を不感帯基本値に設定したり、今回周期のズレ量に対応した熱効率と、今回周期のズレ量に対して不感帯幅だけ変化したズレ量に対応した熱効率とを算出し、算出した２つの熱効率の差を不感帯基本値に設定したりして、設定した不感帯基本値に基づいて熱効率の不感帯を設定すれば、確実に熱効率の不感帯を設定できる。
【００２５】
さらに、エンジンの運転が定常状態にあるほど１に近い値をとり、エンジンの運転が過渡状態にあるほど０に近い値をとるように、不感帯反映ゲインを設定し、不感帯基本値に設定された不感帯反映ゲインを乗算することにより熱効率の不感帯を設定すれば、ズレ量が当然に変動する過渡状態においては、不感帯の影響を抑えて変化する熱効率を適正に推定しながら、課題とするズレ量が当然には変動しない定常状態においては、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。
【００２６】
本発明の第１，第２のエンジントルク制御装置によれば、このように、適宜不感帯によって処理された熱効率を指標に用いた目標充填効率を算出して、この目標充填効率に基づいてエンジンのトルクを制御するので、目標充填効率が丸め誤差の影響なく算出され適切にエンジントルクを制御することができる。
また、過渡状態の補正量（実充填効率の予測補正量）の算出のために目標Ｅｃを用いるような場合であっても、目標Ｅｃの算出過程に適宜不感帯によって処理された熱効率を用いることにより、定常運転にあっては丸め誤差の影響による不要な補正量の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置の概要を説明するブロック図である。
【図２】本発明の第１，２実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置の要部を説明するブロック図である。
【図３】本発明の第１，２実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置の要部を説明するブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるエンジントルク制御装置の概要を説明するブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかるエンジントルク制御装置の要部を説明するブロック図である。
【図６】本発明の各実施形態にかかる点火時期の遅角量に関する不感帯幅の設定手法を説明する点火時期対応指標の特性図である。
【図７】本発明の各実施形態にかかる点火時期の遅角量に関する不感帯幅のもう一つの設定手法を説明する図であり、（ａ）は点火時期対応指標の特性図、（ｂ）は点火時期対応指標の勾配特性図である。
【図８】本発明の各実施形態にかかる不感帯反映ゲインの特性を示す図である。
【図９】本発明の各実施形態にかかる効果を説明する図であり、不感帯を使用しない場合のエンジン回転数、目標充填効率（目標Ｅｃ），実充填効率（Ｅｃ），目標充填効率変化率（目標Ｅｃ変化率），燃料演算用充填効率（燃料演算用Ｅｃ），充填効率予測補正量の時間変化を示している。
【図１０】本発明の各実施形態にかかる効果を説明する図であり、不感帯を使用した場合のエンジン回転数、目標充填効率（目標Ｅｃ），実充填効率（Ｅｃ），目標充填効率変化率（目標Ｅｃ変化率），燃料演算用充填効率（燃料演算用Ｅｃ），充填効率予測補正量の時間変化を示している。
【図１１】本発明の課題を説明するブロック図である。
【図１２】本発明の課題を説明する点火時期対応指標の特性図である。
【図１３】本発明の課題を説明する点火時期対応指標の勾配特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下の各実施形態では、エンジン（内燃機関）のトルク制御にかかる制御パラメータがエンジンの点火時期である場合を説明する。また、エンジントルクにかかる他の制御パラメータには、空燃比や外部ＥＧＲ等があるが、これらはいずれも基準状態であるものとする。例えば、空燃比は理論空燃比であり、外部ＥＧＲは作動していないものとする。したがって、制御パラメータの基準状態はＭＢＴ点火時期であって、制御パラメータの基準状態からのズレ量は点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量となる。
【００２９】
図１〜図３は第１実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置を説明するブロック図であり、図２〜５は第２実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置を説明するブロック図であり、図６，図７は各実施形態にかかる点火時期の遅角量に関する不感帯幅の設定手法を説明する図であり、図８は各実施形態にかかる不感帯反映ゲインの特性を示す図であり、図９，図１０は各実施形態にかかる効果を説明する図である。これらの図と、すでに課題の欄での説明に用いた図１１とを用いて説明する。
【００３０】
＜第１実施形態＞
〔構成〕
本実施形態にかかるエンジントルク制御装置は、図１１を用いて課題の欄で説明したように、エンジントルクを制御する際に、ＥＴＶ（電子制御スロットル弁）の通過空気量に相当する目標Ｐｉ（要求空気量算出用要求トルク，Ｐｉ：図示平均有効圧）ＰｉETVが取得されると、これに対応したＥｃ（充填効率：charging efficiency）を目標Ｅｃとして設定し、この目標Ｅｃに基づいてエンジントルクを制御する。
【００３１】
目標Ｐｉから目標Ｅｃを求める際に、目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）とこの時のエンジン回転数Ｎｅとからマップ（Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップ）により目標Ｅｃ変換係数を求めて（符号２２）、目標Ｐｉを目標Ｅｃ変換係数（符号２３）で除算することにより、目標Ｅｃを得るようにしている。ただし、使用するＰｉ−Ｅｃ変換係数マップは、エンジンの運転状態が標準条件（つまり、ＭＢＴ点火時期）でのものであるが、目標Ｐｉは通常この標準条件（ＭＢＴ点火時期）での値ではない。このため、目標Ｐｉ（ＰｉETV）を空気量制御用熱効率ＫPiで除算して（符号２１）、目標Ｐｉ（ＰｉETV）をこの標準条件（ＭＢＴ点火時期）の値である標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）に換算（基準化）した上で、Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップを使用している。このときの目標Ｐｉを基準化する機能（符号２１等）が目標トルク基準化手段に相当する。
【００３２】
そして、基準化した目標Ｐｉ、即ち、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）と、この時に図示しないエンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）から得られるエンジン回転数Ｎｅとから、マップ（Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップ）を参照して、目標Ｅｃ変換係数を求めて、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）をこの目標Ｅｃ変換係数で除算することにより、目標Ｅｃを算出している。このときの目標Ｅｃを算出する機能（符号２２，２３等）が目標充填効率算出手段に相当する。
【００３３】
ところで、上記の目標Ｐｉの基準化には、目標Ｐｉが得られた時点における点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量に対するエンジンの熱効率の特性を利用している。つまり、図６に示すように、点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量に対応して熱効率は減少し、マップを使用するために目標Ｐｉを基準化するには、ある運転状態での目標Ｐｉをこの運転状態での遅角量に対応した熱効率（空気量制御用熱効率）ＫPiで除算すればよい。
【００３４】
そこで、図１１に示すように、目標Ｐｉ（ＰｉETV）を空気量制御用熱効率ＫＰｉで除算して、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）を算出して、この算出した標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）とこの時のエンジン回転数Ｎｅとからマップ（Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップ）により目標Ｅｃ変換係数を求めて、標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）をこの目標Ｅｃ変換係数で除算することにより、目標Ｅｃを算出している。
【００３５】
本装置に特徴的な点は、点火時期について一定の不感帯幅を設け、この点火時期不感帯幅に対応する熱効率の変動幅を熱効率不感帯として設定し、熱効率不感帯内の熱効率変動については、その変動を考慮しないで、変動前の熱効率（空気量制御用熱効率）ＫＰｉを維持して使用するようにしている。
ただし、エンジンの運転が定常状態にあるか過渡状態にあるかのパラメータに基づいて、エンジンの運転が定常状態にあるほど１に近い値をとり、エンジンの運転が過渡状態にあるほど０に近い値をとるように、不感帯反映ゲインを設定し、点火時期不感帯幅に対応する熱効率不感帯（不感帯基本値）に不感帯反映ゲインを乗算して、これにより得られた熱効率不感帯を空気量制御用熱効率ＫＰｉの更新に用いるようにしている。
【００３６】
つまり、図１に示すように、本実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置（熱効率推定手段）１は、点火指標不感帯を設定する点火指標不感帯設定部（熱効率不感帯設定手段）１０Ａと、点火指標不感帯を用いて熱効率を算出する熱効率算出部（熱効率算出手段）１０Ｂとを備え、点火指標不感帯設定部１０Ａは、点火指標不感帯基本値算出部（不感帯基本値設定手段）１１と、不感帯反映ゲイン算出部（ゲイン設定手段）１２と、乗算部１３とから構成される。
【００３７】
エンジンの熱効率推定装置１は、図示しないが、さらに、エンジンの点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量とエンジンの熱効率との対応関係のマップ（若しくはテーブル、ここでは、図６に示すような点火指標マップ）を記録したメモリ（対応関係記録手段）をそなえると共に、エンジンの点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量を所定の遅角量単位で所定の周期毎に取得する機能（遅角量取得手段，ズレ量取得手段）を有している。所定の遅角量単位とは、制御にかかる演算上の最小単位（LSB：Least Significant Bit）であり、例えば、クランク角で１度（=１°ＣＡ）など、演算処理負担が過剰にならないように適宜設定される。
【００３８】
点火指標不感帯基本値算出部１１は、図２に示すように、目標Ｅｃの取得時の点火時期（目標点火時期）をＭＢＴ点火時期から減算して遅角量を得て（符号１１ａ参照）、この遅角量とその時点のエンジン回転数とを、及び、この遅角量を点火時期の不感帯幅Ｂで減算した値（符号１１ｂ参照）と、その時点でエンジン回転数センサから得られるエンジン回転数とを、それぞれ点火指標マップ（熱効率マップ，符号１１ｃ参照）を用いて、点火指標（熱効率）に変換して、それぞれの点火指標（熱効率）の差を算出して（符号１１ｄ参照）、点火指標不感帯基本値（熱効率不感帯基本値）とする。
【００３９】
なお、点火時期の不感帯幅Ｂは、遅角量単位の２倍、ここでは、クランク角で２度（=２°ＣＡ）に設定される。定常運転中の微小変動による点火時期変動が遅角量単位以上となる場合には、点火時期の不感帯幅Ｂは遅角量単位の２倍以上に設定される。
したがって、図６に示すように、遅角量に対応した点火指標（熱効率）と（点Ｐ１参照）、遅角量を点火時期の不感帯幅Ｂで減算した（遅角させた）値に対応した点火指標（熱効率）とが得られ（点Ｐ２参照）、それぞれの点火指標（熱効率）の差Ｙ２を算出し、この値Ｙ２を、点火指標不感帯基本値（熱効率不感帯基本値）とする。
【００４０】
この手法に替えて、点火指標不感帯基本値算出部１１は、図７（ａ）に示すように、その時点の遅角量Ａにおける遅角量に対する熱効率の勾配ｇｒ１の大きさに、不感帯幅を乗算した値ｇｒ１×Ｂを点火指標不感帯基本値（熱効率不感帯基本値）Ｙ２´に設定してもよい。この場合、図６に示す手法による演算値Ｙ２に対して誤差（Ｙ２´＋α＝Ｙ２）が生じるが、図７（ｂ）に示すように、遅角量と遅角量に対する熱効率の勾配ｇｒのマップを用意すれば、遅角量Ａからこれに対応する勾配ｇｒ１を直に求めて、これに感帯幅Ｂを乗算して点火指標不感帯基本値（熱効率不感帯基本値）Ｙ２´（＝ｇｒ１×Ｂ）を簡便に設定することができる。
【００４１】
不感帯反映ゲイン算出部１２は、図３に示すように、目標運転パラメータとしての目標筒内吸気量（目標筒内空気量とも言う）と、目標Ｔｈ流量（目標スロットル流量）のノイズフィルタ処理値（符号１２ａ参照）との差を演算部１２ｂにより算出し、さらに、演算部１２ｃによりこの差の絶対値を算出し、この差の絶対値に基づいて、不感帯反映ゲインＧを設定する。なお、上記の差の絶対値は目標運転パラメータ遅れ量に相当し、上記の演算部１２ｂ，１２ｃは目標運転パラメータ遅れ量算出手段に相当する。
【００４２】
目標筒内吸気量はエンジンの目標トルクに対応するので前回周期の目標トルクパラメータから求めることができ、目標Ｔｈ流量のノイズフィルタ処理値は、スロットル開度指令値に対応した最新の目標Ｔｈ流量にフィルタ係数ｋを乗算し、前回のノイズフィルタ処理値に（１−ｋ）を乗算したものに加えることにより得られる。
なお、本実施形態では、エンジン（内燃機関）の運転目標としての目標運転パラメータとして、エンジン目標筒内空気量を用いており、エンジンの操作対象目標として、この目標筒内空気量を進みフィルタで進み演算処理をして得られるエンジンの目標スロットル流量を上記のノイズフィルタで処理した値（フィルタ後目標運転パラメータ）を用いている。
【００４３】
つまり、エンジンの「筒内空気量」は、「スロットル流量」に対して遅れフィルタ処理を施したものとなる。これとは逆に、「目標筒内空気量」に進みフィルタ処理を施したものが「目標スロットル流量」となる。そこで、エンジンの筒内空気量を「目標筒内空気量」に制御するために、エンジンの具体的な制御要素であるスロットル流量の目標値［目標Ｔｈ流量（目標スロットル流量）］として、「目標筒内空気量」を進みフィルタで処理した値を、更にノイズフィルタで処理して得られた値（フィルタ後目標運転パラメータ）を採用している。
【００４４】
車両の始動時や加速時などには、エンジンの目標トルクが変化（増加又は減少）する過渡時であるが、このときには、目標Ｔｈ流量のフィルタ処理値は目標筒内吸気量に対して遅れて変化するので、目標筒内吸気量から目標Ｔｈ流量のフィルタ処理値を減算した差の絶対値は、目標トルクの変化が大きいほど、つまり、過渡状態が強いほど、大きくなる。逆に、定常状態に近づくほど、かかる差の絶対値はゼロに近づく。
【００４５】
不感帯反映ゲイン算出部１２は、かかる差の絶対値（目標運転パラメータ遅れ量，吸気量遅れ量対応値）を、前回周期の吸気量遅れ量（過渡判定パラメータに相当する）に１よりも小さい減衰係数を乗算した値と比較して、大きい方を、今回周期の吸気量遅れ量（過渡判定パラメータ）に設定する演算部（過渡判定パラメータ算出手段）１２ｄを有し、図７に示すような特性の反映ゲインマップを用いて、吸気量遅れ量（過渡判定パラメータ）に対応した不感帯反映ゲインＧを算出する。差の絶対値（目標運転パラメータ遅れ量）と前回周期の吸気量遅れ量（過渡判定パラメータ）に１よりも小さい減衰係数を乗算した値の大きい方取りをしているのは、差が単発的に生じても適切に過渡状態を判定するためである。
【００４６】
例えば、単発的な目標Ｔｈ流量変化によって実Ｔｈ流量が変化するに至ることが考えられる。そして、実際の筒内空気量は実Ｔｈ流量に対して応答遅れをもって推移し、その期間は過渡状態であるといえる。ここで、単に差の絶対値のみを以って過渡か否かを判定すると、最新の目標Ｔｈ流量が単発的に変化した場合には、差の絶対値も単発的に生じることから差の絶対値はすぐに小さくなって定常運転と判断してしまう。そこで、差の絶対値と前回周期の吸気量遅れ量に減衰乗数を乗算した値の大きい方取りをすることによって、筒内空気量の応答遅れを考慮した適切な過渡状態の判定をすることができる。
【００４７】
なお、図８に示すように反映ゲインマップは、吸気量遅れ量が所定値以下の小さい範囲では、定常状態であるものとして不感帯反映ゲインを１とし、吸気量遅れ量が所定値以上になると吸気量遅れ量が大きくなるのに従って、不感帯反映ゲインは減少して０に近づく。
エンジンの熱効率推定装置１は、図１に示すように、演算部１３において、点火指標不感帯基本値算出部１１により算出された点火指標不感帯基本値（熱効率不感帯基本値）Ｙ２に不感帯反映ゲイン算出部１２より算出された不感帯反映ゲインＧを乗算して、点火指標不感帯（熱効率不感帯）を得ている。
【００４８】
そして、今回周期の不感帯反映前の点火指標（熱効率）と、前回周期の点火指標（熱効率）との差を算出し（符号１ａ参照）、この差（点火指標変化量（不感帯反映前））に点火指標不感帯から点火指標不感帯を減算すると共に（符号１ｂ参照）、点火指標不感帯を加算し（符号１ｃ参照）、点火指標変化量が正の場合には、減算値が正であればこれを点火指標変化量（不感帯反映後）とし、点火指標変化量が負の場合には、減算値が負であればこれを点火指標変化量（不感帯反映後）とする（符号１ｄ参照）。その他の場合は、０を点火指標変化量（不感帯反映後）とする。
そして、前回周期の不感帯反映後の点火指標（熱効率）に、点火指標変化量（不感帯反映後）を加算することにより、今回の周期の不感帯反映後の点火指標（熱効率）を算出する（符号１ｅ参照）。
【００４９】
〔作用及び効果〕
本実施形態にかかるエンジンの熱効率推定装置及びエンジントルク制御装置は、上述のように構成されるので、エンジンの点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量に関する不感帯幅Ｂを設定し、遅角量とエンジンの熱効率との対応マップ等を用いて不感帯幅Ｂに基づいて、遅角量における熱効率の不感帯（点火指標不感帯）Ｙ２を制御周期毎に設定し、熱効率変化量がこの不感帯Ｙ２の範囲内にある場合は、前回の周期で推定された熱効率（点火指標）を今回の周期の熱効率とするので、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。
【００５０】
特に、デジタル処理によって指標を演算する場合に、遅角量の数値に丸め誤差が発生して単位遅角量だけ変化することを想定すると、この遅角量に関する不感帯幅を、丸め誤差が発生する範囲、つまり、遅角量に対する±単位遅角量の幅である単位遅角量の２倍に設定すれば、算出する熱効率への丸め誤差の影響を抑えることができ、例えば、定常運転時に丸め誤差の影響で遅角量が単位遅角量だけ変化した場合にも、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。また、定常運転中の微小変動による点火時期変動が単位遅角量以上となる場合には、点火時期の不感帯幅Ｂを遅角量単位の２倍以上に設定すれば、熱効率をかかる点火時期変動の影響なく算出することができる。
【００５１】
さらに、エンジンの運転が定常状態にあるほど１に近い値をとり、エンジンの運転が過渡状態にあるほど０に近い値をとるように、不感帯反映ゲインＧを設定し、不感帯基本値に設定された不感帯反映ゲインＧを乗算することにより熱効率の不感帯を設定するので、エンジンの運転が過渡状態の場合においては、不感帯の影響を抑えて変化する熱効率を適正に推定しながら、エンジンの運転が定常状態の場合においては、熱効率を丸め誤差の影響なく算出することができる。
【００５２】
そして、このように、適宜不感帯によって処理されて適切に設定される熱効率を指標に目標充填効率を算出して、この目標充填効率に基づいてエンジンのトルクを制御するので、目標充填効率が丸め誤差の影響なく算出され適切にエンジントルクを制御することができる。また、過渡状態の補正量（実充填効率の予測補正量）の算出のために目標充填効率を用いるような場合であっても、目標充填効率の算出過程に適宜不感帯によって処理された熱効率を用いることにより、定常運転にあっては丸め誤差の影響による不要な補正量の発生を防止することができる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
〔構成〕
本実施形態にかかるエンジントルク制御装置は、点火指標不感帯に基づいて目標Ｅｃの不感帯を設定し、目標Ｅｃの変化がこの目標Ｅｃ不感帯の範囲内である場合、前回の目標Ｅｃを用いるように構成されている。
【００５４】
つまり、図４に示すように、本実施形態にかかるエンジントルク制御装置１００は、第１実施形態で説明したもの（図２，３参照）と同様の点火指標不感帯設定部（熱効率不感帯設定手段）１０Ａに加えて、この点火指標不感帯設定部１０Ａで設定された点火指標不感帯から目標Ｅｃ不感帯を算出する目標Ｅｃ不感帯算出部（目標充填効率不感帯設定手段）１４を備えて構成される。
【００５５】
ここで、目標Ｅｃ不感帯算出部１４を説明すると、図５に示すように、演算部１４ａにおいて、点火指標不感帯設定部１０Ａで設定された点火指標不感帯をこのときの点火指標（空気量制御用熱効率）に加算して、この不感帯で処理（加算）された点火指標（空気量制御用熱効率）と不感帯で処理されない点火指標（空気量制御用熱効率）とのそれぞれを用いて、吸気量目標値であるＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）を各点火指標で除算して（符号１４ｂ，１４ｃ参照）標準条件（ＭＢＴ点火時期）の標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉ（ＰｉETV_STD）に換算（基準化）する。
【００５６】
さらに、これにより得られた標準条件ＥＴＶ目標Ｐｉのいずれかとこの時のエンジン回転数Ｎｅとからマップ（Ｐｉ−Ｅｃ変換係数マップ）により目標Ｅｃ変換係数を求めて、基準化された各目標Ｐｉ（不感帯で処理しない基準化目標Ｐｉと不感帯で処理した基準化目標Ｐｉと）を目標Ｅｃ変換係数で除算することにより（符号１４ｄ，１４ｅ参照）、不感帯で処理しない目標Ｅｃと不感帯で処理した目標Ｅｃとを得て、これらの差（不感帯で処理しない目標Ｅｃ−不感帯で処理した目標Ｅｃ）を算出して（符号１４ｆ参照）、この差を目標Ｅｃ不感帯に設定する。
【００５７】
エンジントルク制御装置１００では、図４に示すように、不感帯を考慮しない今回の目標Ｅｃと、不感帯を考慮した前回の目標Ｅｃとの差（目標Ｅｃ変化量）を算出し（符号１００ａ参照）、この目標Ｅｃ変化量に、目標Ｅｃ不感帯算出部１４により設定された目標Ｅｃ不感帯を減算（符号１００ｃ参照）及び加算（符号１００ｂ参照）する。
そして、エンスト時及びエンジン始動時を除き、目標Ｅｃ変化量の正負に応じて目標Ｅｃ変化量（不感帯反映後）を設定する。
【００５８】
つまり、目標Ｅｃ変化量が０又は正であれば、目標Ｅｃ変化量から目標Ｅｃ不感帯を減算した減算値が０又は正の場合、つまり、目標Ｅｃ変化量が目標Ｅｃ不感帯以上の場合は、目標Ｅｃ変化量（不感帯反映前）をそのまま目標Ｅｃ変化量（不感帯反映後）に採用し、目標Ｅｃ変化量から目標Ｅｃ不感帯を減算した減算値が負の場合、つまり、目標Ｅｃ変化量が目標Ｅｃ不感帯未満の場合は、０を目標Ｅｃ変化量（不感帯反映後）に採用する。つまり、目標Ｅｃ変化量はないものとする。
【００５９】
一方、目標Ｅｃ変化量が負であれば、目標Ｅｃ変化量から目標Ｅｃ不感帯を加算した加算値が０又は負の場合、つまり、目標Ｅｃ変化量が目標Ｅｃ不感帯以上の場合は、目標Ｅｃ変化量（不感帯反映前）をそのまま目標Ｅｃ変化量（不感帯反映後）に採用し、目標Ｅｃ変化量から目標Ｅｃ不感帯を加算した加算値が正の場合、つまり、目標Ｅｃ変化量が目標Ｅｃ不感帯未満の場合は、０を目標Ｅｃ変化量（不感帯反映後）に採用する。つまり、目標Ｅｃ変化量はないものとする。
【００６０】
そして、このように設定された目標Ｅｃ変化量を前回周期の目標Ｅｃに加算して、今回周期の目標Ｅｃに設定する。したがって、点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量がその不感帯幅Ｂの範囲内にある場合には、目標Ｅｃの変化量の目標Ｅｃ不感帯の範囲内となり、前回の目標Ｅｃを用いることになる。
この目標Ｅｃに基づいてエンジントルクを制御する。
【００６１】
〔作用及び効果〕
本実施形態にかかるエンジントルク制御装置は、上述のように構成されるので、目標Ｅｃの変化量が、エンジンの点火時期のＭＢＴ点火時期からの遅角量に関する不感帯幅Ｂに基づいて設定される目標Ｅｃ不感帯の範囲内にあれば、目標Ｅｃを変更しないで前回の目標Ｅｃを用いてエンジントルクを制御するので、目標充填効率が丸め誤差の影響なく算出され適切にエンジントルクを制御することができる。
【００６２】
＜実験例＞
図９，図１０は、エンジン回転数が一定の条件下で、エンジンへのトルク要求が急増し（過渡状態）、その後、その負荷状態が略一定に継続される（定常状態）場合における、エンジン回転数，エンジンのトルク制御目標Ｅｃ（太線），実Ｅｃ（充填効率相当値）（細線），不感帯処理しない目標Ｅｃ変化率（図９では太線、図１０では細線），目標Ｅｃ不感帯（図１０に中線），不感帯処理後の目標Ｅｃ変化率（図１０に太線），充填効率予測補正量（太線、実Ｅｃの予測補正量），燃料演算用Ｅｃ（細線、実Ｅｃに予測補正量を反映したもの）をそれぞれ示すタイムチャートである。図９は不感帯を採用しない場合を示し、図１０は不感帯を採用した場合を示す。ただし、図９，図１０は、条件は近似するものの同一ではない。また、変化率は所定時間（例えば、１０ｍsec）前の値との差である。
【００６３】
図９に示すように、不感帯を採用しない場合は、定常状態において、目標Ｅｃ変化率が丸め誤差の影響を受けて振動し、トルク制御目標Ｅｃも燃料演算用Ｅｃも充填効率予測補正量も同様に変動する。
一方、図１０に示すように、不感帯を採用した場合は、定常状態においては不感帯が大きく設定され、目標Ｅｃ変化率が丸め誤差の影響を受けずに安定し、トルク制御目標Ｅｃも燃料演算用Ｅｃも充填効率予測補正量も同様に安定する。また、定常状態においては不感帯が小さく設定され、トルク制御目標Ｅｃも燃料演算用Ｅｃも充填効率予測補正量も変動レスポンスが確保される。
【００６４】
＜その他＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でかかる実施形態を適宜変更して実施することができる。
例えば、上記の実施形態では、エンジンの制御パラメータがエンジンの点火時期である場合を説明したが、エンジンの制御パラメータはこれに限らず、例えば、空燃比や外部ＥＧＲの有無などその他の制御パラメータであっても適用しうる。例えば、エンジンの制御パラメータが空燃比の場合、制御パラメータの基準状態は理論空燃比として、制御パラメータの基準状態からのズレ量は実空燃比の理論空燃比との差とすることができ、本発明を適用できる。
【００６５】
また、本装置は、自動車等の車両用エンジンだけでなく、舶用エンジン等の他の乗り物用（輸送用エンジン）にも適用するなど、種々のエンジンに適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１ エンジンの熱効率推定装置（熱効率推定手段）
１０Ａ 点火指標不感帯設定部（熱効率不感帯設定手段）
１０Ｂ 熱効率算出部（熱効率算出手段）
１１ 点火指標不感帯基本値算出部（不感帯基本値設定手段）
１２ 不感帯反映ゲイン算出部（ゲイン設定手段）
１２ｂ，１２ｃ 演算部（目標運転パラメータ遅れ量算出手段）
１２ｄ 演算部（過渡判定パラメータ算出手段）
１３ 乗算部
１４ 目標Ｅｃ不感帯算出部（目標充填効率不感帯設定手段）
２１ 目標トルク基準化手段
２２，２３ 目標充填効率算出手段
１００ エンジントルク制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの制御パラメータの基準状態からのズレ量と前記エンジンの熱効率との対応関係を記録した対応関係記録手段と、
前記ズレ量を所定のズレ量単位で所定の周期毎に取得するズレ量取得手段と、
前記ズレ量取得手段により取得された今回周期の前記ズレ量と前記対応関係記録手段に記録された前記対応関係と前記ズレ量に関して設定された不感帯幅とに基づいて、今回周期の前記ズレ量における前記熱効率の不感帯を所定周期で設定する熱効率不感帯設定手段と、
前記周期で前記熱効率を算出する手段であって、前記ズレ量取得手段により取得された前記ズレ量の所定時間での変化量と前記熱効率不感帯設定手段により設定された前記熱効率に関する不感帯とに基づいて、前記変化量が前記不感帯の範囲内にある場合は、前回の周期で推定された前記熱効率を今回の周期の熱効率とし、前記変化量が前記不感帯の範囲外にある場合は、今回の周期で前記ズレ量取得手段により取得された前記ズレ量と前記対応関係記録手段に記録された前記対応関係とに基づいて、今回の周期の熱効率を算出する熱効率算出手段と、をそなえている
ことを特徴とする、エンジンの熱効率推定装置。
【請求項２】
前記不感帯幅は前記ズレ量単位の少なくとも２倍に設定され、
前記所定時間は前記周期の時間に設定されている
ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項３】
前記対応関係が得られる、前記ズレ量と前記ズレ量に対する前記熱効率の変化率である勾配との関係を記録したマップをそなえ、前記熱効率不感帯設定手段は、前記マップから得られる今回周期の前記熱効率の勾配の大きさに前記不感帯幅を乗算した値を不感帯基本値に設定する不感帯基本値設定手段をそなえ、前記不感帯基本値に基づいて前記熱効率の不感帯を設定する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項４】
前記熱効率不感帯設定手段は、前記対応関係から、今回周期の前記ズレ量に対応した前記熱効率と、今回周期の前記ズレ量に対して前記不感帯幅だけ変化した前記ズレ量に対応した前記熱効率とを算出し、算出した２つの前記熱効率の差を不感帯基本値に設定する不感帯基本値設定手段をそなえ、前記不感帯基本値に基づいて前記熱効率の不感帯を設定する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項５】
前記熱効率不感帯設定手段は、前記エンジンの運転が定常状態にあるか過渡状態にあるかの過渡判定パラメータに基づいて、前記エンジンの運転が定常状態にあるほど１に近い値をとり、前記エンジンの運転が過渡状態にあるほど０に近い値をとるように、不感帯反映ゲインを設定するゲイン設定手段を備え、
前記不感帯基本値に前記ゲイン設定手段により設定された前記不感帯反映ゲインを乗算することにより前記熱効率の不感帯を設定する
ことを特徴とする、請求項３又は４記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項６】
前記ゲイン設定手段は、
前記エンジンの目標運転パラメータと、前記目標運転パラメータにフィルタ処理したフィルタ後目標運転パラメータとの差の絶対値を算出する目標運転パラメータ遅れ量算出手段と、
前記目標運転パラメータ遅れ量の今回周期算出値と、前記過渡判定パラメータの前回周期算出値に１よりも小さい減衰係数を乗算して算出した値との大きいもの取りをして前記過渡判定パラメータの今回周期算出値を算出する過渡判定パラメータ算出手段と、を備えている
ことを特徴とする、請求項５記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項７】
前記エンジンの目標運転パラメータは、前記エンジンの目標筒内空気量であって、
前記フィルタ後目標運転パラメータは、前記エンジンの目標スロットル流量であることを特徴とする、請求項６記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項８】
前記制御パラメータは、エンジンの点火時期であって、
前記制御パラメータの基準状態は、ＭＢＴ点火時期であって、
前記制御パラメータの前記基準状態からのズレ量は、前記点火時期の前記ＭＢＴ点火時期からの遅角量である
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項９】
エンジンの制御パラメータのその時点の状況下での目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、
前記エンジンの熱効率を推定する熱効率推定手段と、
前記目標トルク取得手段により取得された前記目標トルクを前記熱効率により除算して前記制御パラメータが基準状態である場合の目標トルクに基準化する目標トルク基準化手段と、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記目標トルクを前記エンジン回転数に対応して前記エンジンのトルク制御パラメータである充填効率に変換するための変換係数を求めるマップであって、前記制御パラメータが基準状態である場合の前記目標トルク及び前記エンジン回転数と前記変換係数とを対応させた変換係数マップと、
前記変換係数マップを用いて、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクから前記エンジン回転数に応じた前記変換係数を算出する変換係数算出手段と、
前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である目標充填効率を算出する目標充填効率算出手段と、をそなえ、
前記熱効率推定手段には、請求項１〜８の何れか１項に記載のエンジンの熱効率推定装置が用いられ、
前記目標充填効率算出手段により算出された前記目標充填効率に基づいて前記エンジンのトルクを制御する
ことを特徴とする、エンジントルク制御装置。
【請求項１０】
エンジンの制御パラメータのその時点の状況下での目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、
請求項１〜８の何れか１項に記載のエンジンの熱効率推定装置が用いられ、前記変化量が前記不感帯の範囲内にある場合において、前回の周期で推定された前記熱効率を今回の周期の熱効率とされた不感帯利用熱効率と、今回の周期で取得された前記ズレ量と前記対応関係とに基づいて算出され今回の周期の熱効率と推定された不感帯非利用熱効率とをいずれも算出する熱効率算出手段と、
前記目標トルク取得手段により取得された前記目標トルクを、前記熱効率算出手段により算出された前記不感帯利用熱効率及び前記不感帯非利用熱効率によりそれぞれ除算して、前記制御パラメータが基準状態である場合の第１目標トルク及び第２目標トルクに基準化する目標トルク基準化手段と、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記の目標トルクを前記エンジン回転数に対応して前記エンジンのトルク制御パラメータである充填効率に変換するための変換係数を求めるマップであって、前記制御パラメータが基準状態である場合の前記目標トルク及び前記エンジン回転数と前記変換係数とを対応させた変換係数マップと、
前記変換係数マップを用いて、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクから前記エンジン回転数に応じた前記変換係数を算出する変換係数算出手段と、
前記目標トルク基準化手段により基準化された前記第２目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である目標充填効率の基本値を所定の周期毎に算出する目標充填効率基本値算出手段と、
前記目標トルク基準化手段により基準化された前記第１目標トルク及び前記第２目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である第１目標充填効率及び第２目標充填効率を算出して、前記第１目標充填効率及び前記第２目標充填効率の差を目標充填効率変化量不感帯と設定する目標充填効率不感帯設定手段と、
前回周期の前記目標充填効率と今回周期の前記目標充填効率基本値との差が前記目標充填効率変化量不感帯以内であれば、前回周期の前記目標充填効率を今回周期の前記目標充填効率とし、前回周期の前記目標充填効率と今回周期の前記目標充填効率基本値との差が前記目標充填効率変化量不感帯以上であれば、今回周期の前記目標充填効率基本値を今回周期の前記目標充填効率とする目標充填効率算出手段と、をそなえ、
前記目標充填効率算出手段により算出された前記目標充填効率に基づいて前記エンジンのトルクを制御する
ことを特徴とする、エンジントルク制御装置。
【請求項１】
エンジンの制御パラメータの基準状態からのズレ量と前記エンジンの熱効率との対応関係を記録した対応関係記録手段と、
前記ズレ量を所定のズレ量単位で所定の周期毎に取得するズレ量取得手段と、
前記ズレ量取得手段により取得された今回周期の前記ズレ量と前記対応関係記録手段に記録された前記対応関係と前記ズレ量に関して設定された不感帯幅とに基づいて、今回周期の前記ズレ量における前記熱効率の不感帯を所定周期で設定する熱効率不感帯設定手段と、
前記周期で前記熱効率を算出する手段であって、前記ズレ量取得手段により取得された前記ズレ量の所定時間での変化量と前記熱効率不感帯設定手段により設定された前記熱効率に関する不感帯とに基づいて、前記変化量が前記不感帯の範囲内にある場合は、前回の周期で推定された前記熱効率を今回の周期の熱効率とし、前記変化量が前記不感帯の範囲外にある場合は、今回の周期で前記ズレ量取得手段により取得された前記ズレ量と前記対応関係記録手段に記録された前記対応関係とに基づいて、今回の周期の熱効率を算出する熱効率算出手段と、をそなえている
ことを特徴とする、エンジンの熱効率推定装置。
【請求項２】
前記不感帯幅は前記ズレ量単位の少なくとも２倍に設定され、
前記所定時間は前記周期の時間に設定されている
ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項３】
前記対応関係が得られる、前記ズレ量と前記ズレ量に対する前記熱効率の変化率である勾配との関係を記録したマップをそなえ、前記熱効率不感帯設定手段は、前記マップから得られる今回周期の前記熱効率の勾配の大きさに前記不感帯幅を乗算した値を不感帯基本値に設定する不感帯基本値設定手段をそなえ、前記不感帯基本値に基づいて前記熱効率の不感帯を設定する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項４】
前記熱効率不感帯設定手段は、前記対応関係から、今回周期の前記ズレ量に対応した前記熱効率と、今回周期の前記ズレ量に対して前記不感帯幅だけ変化した前記ズレ量に対応した前記熱効率とを算出し、算出した２つの前記熱効率の差を不感帯基本値に設定する不感帯基本値設定手段をそなえ、前記不感帯基本値に基づいて前記熱効率の不感帯を設定する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項５】
前記熱効率不感帯設定手段は、前記エンジンの運転が定常状態にあるか過渡状態にあるかの過渡判定パラメータに基づいて、前記エンジンの運転が定常状態にあるほど１に近い値をとり、前記エンジンの運転が過渡状態にあるほど０に近い値をとるように、不感帯反映ゲインを設定するゲイン設定手段を備え、
前記不感帯基本値に前記ゲイン設定手段により設定された前記不感帯反映ゲインを乗算することにより前記熱効率の不感帯を設定する
ことを特徴とする、請求項３又は４記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項６】
前記ゲイン設定手段は、
前記エンジンの目標運転パラメータと、前記目標運転パラメータにフィルタ処理したフィルタ後目標運転パラメータとの差の絶対値を算出する目標運転パラメータ遅れ量算出手段と、
前記目標運転パラメータ遅れ量の今回周期算出値と、前記過渡判定パラメータの前回周期算出値に１よりも小さい減衰係数を乗算して算出した値との大きいもの取りをして前記過渡判定パラメータの今回周期算出値を算出する過渡判定パラメータ算出手段と、を備えている
ことを特徴とする、請求項５記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項７】
前記エンジンの目標運転パラメータは、前記エンジンの目標筒内空気量であって、
前記フィルタ後目標運転パラメータは、前記エンジンの目標スロットル流量であることを特徴とする、請求項６記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項８】
前記制御パラメータは、エンジンの点火時期であって、
前記制御パラメータの基準状態は、ＭＢＴ点火時期であって、
前記制御パラメータの前記基準状態からのズレ量は、前記点火時期の前記ＭＢＴ点火時期からの遅角量である
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載のエンジンの熱効率推定装置。
【請求項９】
エンジンの制御パラメータのその時点の状況下での目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、
前記エンジンの熱効率を推定する熱効率推定手段と、
前記目標トルク取得手段により取得された前記目標トルクを前記熱効率により除算して前記制御パラメータが基準状態である場合の目標トルクに基準化する目標トルク基準化手段と、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記目標トルクを前記エンジン回転数に対応して前記エンジンのトルク制御パラメータである充填効率に変換するための変換係数を求めるマップであって、前記制御パラメータが基準状態である場合の前記目標トルク及び前記エンジン回転数と前記変換係数とを対応させた変換係数マップと、
前記変換係数マップを用いて、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクから前記エンジン回転数に応じた前記変換係数を算出する変換係数算出手段と、
前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である目標充填効率を算出する目標充填効率算出手段と、をそなえ、
前記熱効率推定手段には、請求項１〜８の何れか１項に記載のエンジンの熱効率推定装置が用いられ、
前記目標充填効率算出手段により算出された前記目標充填効率に基づいて前記エンジンのトルクを制御する
ことを特徴とする、エンジントルク制御装置。
【請求項１０】
エンジンの制御パラメータのその時点の状況下での目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、
請求項１〜８の何れか１項に記載のエンジンの熱効率推定装置が用いられ、前記変化量が前記不感帯の範囲内にある場合において、前回の周期で推定された前記熱効率を今回の周期の熱効率とされた不感帯利用熱効率と、今回の周期で取得された前記ズレ量と前記対応関係とに基づいて算出され今回の周期の熱効率と推定された不感帯非利用熱効率とをいずれも算出する熱効率算出手段と、
前記目標トルク取得手段により取得された前記目標トルクを、前記熱効率算出手段により算出された前記不感帯利用熱効率及び前記不感帯非利用熱効率によりそれぞれ除算して、前記制御パラメータが基準状態である場合の第１目標トルク及び第２目標トルクに基準化する目標トルク基準化手段と、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記の目標トルクを前記エンジン回転数に対応して前記エンジンのトルク制御パラメータである充填効率に変換するための変換係数を求めるマップであって、前記制御パラメータが基準状態である場合の前記目標トルク及び前記エンジン回転数と前記変換係数とを対応させた変換係数マップと、
前記変換係数マップを用いて、前記目標トルク基準化手段により基準化された前記目標トルクから前記エンジン回転数に応じた前記変換係数を算出する変換係数算出手段と、
前記目標トルク基準化手段により基準化された前記第２目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である目標充填効率の基本値を所定の周期毎に算出する目標充填効率基本値算出手段と、
前記目標トルク基準化手段により基準化された前記第１目標トルク及び前記第２目標トルクを、変換係数算出手段により算出された前記変換係数で除算して前記充填効率の目標値である第１目標充填効率及び第２目標充填効率を算出して、前記第１目標充填効率及び前記第２目標充填効率の差を目標充填効率変化量不感帯と設定する目標充填効率不感帯設定手段と、
前回周期の前記目標充填効率と今回周期の前記目標充填効率基本値との差が前記目標充填効率変化量不感帯以内であれば、前回周期の前記目標充填効率を今回周期の前記目標充填効率とし、前回周期の前記目標充填効率と今回周期の前記目標充填効率基本値との差が前記目標充填効率変化量不感帯以上であれば、今回周期の前記目標充填効率基本値を今回周期の前記目標充填効率とする目標充填効率算出手段と、をそなえ、
前記目標充填効率算出手段により算出された前記目標充填効率に基づいて前記エンジンのトルクを制御する
ことを特徴とする、エンジントルク制御装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−６０８８３（Ｐ２０１３−６０８８３Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９７８６（Ｐ２０１１−１９９７８６）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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