JP2001227398A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 急加速時等、エンジン回転速度が急変するよ
うな運転状態においても、加速応答性の良い過渡性能に
優れたトルクディマンド制御を行う。 【解決手段】 要求図示トルクを演算する際に、アクセ
ル開度、エンジン回転速度、車速等に基づいて要求軸ト
ルクを算出し、この要求軸トルクと、エンジン回転速度
変化時の慣性力によって生じる動的損失トルクＩｅ・ｄ
ωｅ／ｄｔと、内部損失トルク（機械摩擦損失トルクＴ
lmとポンピング損失トルクＴlp）と、外部負荷トルク
（補機類の負荷）とを加算して基本要求図示トルクを求
め、この基本要求図示トルクをＩＳＣ制御補正トルクで
補正して最終的な要求図示トルクを求め、この要求図示
トルクに基づいてエンジンの運転を制御する。これによ
り、急加速時等には、エンジン回転速度変化による慣性
力に起因する動的な損失トルクを要求図示トルクに反映
させることができ、加速応答性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の運転を
要求図示トルクに基づいて制御する内燃機関の制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子制御化された自動車のエンジ
ン制御においては、運転者のアクセル操作に即応した応
答性の良いドライバビリティを実現するために、運転者
が操作したアクセル開度、エンジン回転速度等から運転
者の要求する加速力（トルク）を判断して、スロットル
開度、燃料噴射量、点火時期等を運転者の要求するトル
クに応じて制御する、いわゆるトルクディマンド制御を
行うようにしたものがある。従来のトルクディマンド制
御は、特開平１１−５０８８９号公報に示すように、ア
クセル開度とエンジン回転速度とから要求軸トルクを算
出し、この要求軸トルクにエンジンの内部損失トルクを
加算して要求図示トルク（燃焼圧トルク）を求めるよう
にしていた。ここで、要求軸トルクは、クランク軸から
取り出される正味トルクの要求値（目標値）であり、要
求図示トルクは、エンジンの燃焼によって発生する燃焼
圧トルクの要求値（目標値）である。上記公報では、要
求軸トルクに加算する内部損失トルクとして、機械摩擦
損失トルクとポンピング損失トルクを考慮するだけであ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報で、内部損失
トルクとして考慮された機械摩擦損失トルクとポンピン
グ損失トルクは、いずれも静的な損失トルクであるが、
エンジン内部のピストンやクランク機構、クランク軸と
一体に回転するフライホイールやトルクコンバータのポ
ンプインペラー等は、回転慣性が比較的大きいため、急
加速時等、エンジン回転速度が急変するような運転状態
においては、エンジン回転速度変化による慣性力の影響
で、動的な損失トルクが生じて、要求図示トルクにずれ
が生じ、加速応答性が低下するという欠点があった。

【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、急加速時等、エンジ
ン回転速度が急変するような運転状態においても、加速
応答性の良い過渡性能に優れたトルクディマンド制御を
行うことができる内燃機関の制御装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の制御装置は、要求図
示トルク演算手段によって要求図示トルクを演算する際
に、内燃機関の内部損失トルクとして、静的な損失トル
クに加え、機関回転速度変化時の慣性力による動的な損
失トルクを考慮して要求図示トルクを演算する。これに
より、急加速時等、エンジン回転速度が急変するような
運転状態の時には、機関回転速度変化による慣性力に起
因する動的な損失トルクを要求図示トルクに反映させる
ことができ、加速応答性の良い過渡性能に優れたトルク
ディマンド制御を行うことができる。

【０００６】この場合、請求項２のように、動的な損失
トルクを、内燃機関内部及びクランク軸と一体に回転す
る部位の慣性モーメントに内燃機関の回転角加速度を乗
算して求めるようにしても良い。この場合、慣性モーメ
ントは、回転速度変化の影響を受けず、常に一定値であ
るため、予め、回転慣性系の部材の形状寸法・密度（比
重）を基に算出した慣性モーメントのデータを車載コン
ピュータのメモリに記憶して、これを使用すれば良く、
簡単な演算処理で動的な損失トルクを精度良く算出する
ことができる。尚、予め、内燃機関の回転角加速度をパ
ラメータとする動的な損失トルクのマップを作成して車
載コンピュータのメモリに記憶しておき、このマップを
検索して内燃機関の回転角加速度に応じた動的な損失ト
ルクを求めるようにしても良く、この場合でも、簡単な
演算処理で動的な損失トルクを精度良く求めることがで
きる。

【０００７】また、請求項３のように、要求図示トルク
を演算する際に、アクセル開度と機関回転速度等に基づ
いて算出した要求軸トルクと、内部損失トルクと、クラ
ンク軸で駆動される補機類の負荷トルク（外部負荷トル
ク）とを加算して要求図示トルクを求めるようにすると
良い。このようにすれば、クランク軸で駆動される補機
類（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トルクコ
ンバータ、パワーステアリングのポンプ等）の負荷トル
クも考慮して要求図示トルクを精度良く演算することが
でき、高精度のトルクディマンド制御を実現できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を筒内噴射式エンジ
ンに適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。ま
ず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構
成を説明する。筒内噴射式内燃機関である筒内噴射式エ
ンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ
（図示せず）が設けられ、このエアクリーナの下流側に
は、吸入空気量を検出するエアーフローメータ１３が設
けられている。このエアーフローメータ１３の下流側に
は、ＤＣモータ等のモータ１４によって開度調節される
スロットルバルブ１５が設けられている。このモータ１
４がエンジン電子制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記す
る）１６からの出力信号に基づいて駆動されることで、
スロットルバルブ１５の開度（スロットル開度）が制御
され、そのスロットル開度に応じて各気筒ヘの吸入空気
量が調節される。

【０００９】このスロットルバルブ１５の下流側にはサ
ージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７に、
吸気圧Ｐｍを検出する吸気圧センサ１８が取り付けられ
ている。サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒
に空気を導入する吸気マニホールド１９が接続され、各
気筒の吸気マニホールド１９内には、エンジン１１の筒
内のスワール流を制御するためのスワールコントロール
バルブ２０が設けられている。

【００１０】エンジン１１の各気筒の上部には、燃料を
筒内に直接噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられ、燃
料タンク２２内の燃料が燃料ポンプ２３によって高圧に
加圧されて各気筒の燃料噴射弁２１に供給され、その燃
料の圧力（燃圧）が燃圧センサ２４によって検出され
る。エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点
火プラグ２５が取り付けられ、各点火プラグ２５の火花
放電によって筒内の混合気に点火される。

【００１１】エンジン１１の吸気バルブ２６と排気バル
ブ２７は、それぞれカム軸２８，２９によって駆動さ
れ、吸気側のカム軸２８には、運転状態に応じて吸気バ
ルブ２６の開閉タイミングを可変する油圧式の可変バル
ブタイミング機構３０が設けられている。この可変バル
ブタイミング機構３０を駆動する油圧は、油圧制御弁３
１によって制御される。エンジン１１の各気筒のピスト
ン３２の往復運動によってクランク軸３３が回転駆動さ
れ、このクランク軸３３の回転トルクによって補機類３
４（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トルクコ
ンバータ、パワーステアリングのポンプ等）と車両駆動
系が駆動される。エンジン１１のシリンダブロックに
は、冷却水温を検出する水温センサ３５が取り付けられ
ている。

【００１２】一方、エンジン１１の排気管３６には、排
ガスを浄化する三元触媒等の触媒３７が設けられ、この
触媒３７の上流側に排ガスの空燃比を検出する空燃比セ
ンサ３８が設けられている。排気管３６のうちの空燃比
センサ３８の上流側とサージタンク１７との間には、排
ガスの一部を吸気側に環流させるためのＥＧＲ配管３９
が接続され、このＥＧＲ配管３９の途中に排ガス環流量
（ＥＧＲ量）を制御するＥＧＲバルブ４０が設けられて
いる。

【００１３】エンジン運転状態を制御するＥＣＵ１６
は、マイクロコンピュータを主体として構成され、その
ＲＯＭ（記憶媒体）に記憶されたトルクディマンド制御
プログラムを実行することで、図２に示す要求図示トル
ク演算手段５１、燃焼モード切換手段５２、均質燃焼モ
ード制御手段５３、成層燃焼モード制御手段５４、目標
空燃比設定手段５５の各機能を実現する。以下、これら
各機能について具体的に説明する。

【００１４】要求図示トルク演算手段５１は、要求軸ト
ルク演算手段５６、動的損失トルク演算手段５７、内部
損失トルク演算手段５８、外部負荷トルク演算手段５９
及びＩＳＣ制御補正トルク演算手段６０を備え、これら
各演算手段５６〜６０の演算結果を総合して要求図示ト
ルクを算出する。ここで、要求図示トルクは、図示トル
クの要求値（目標値）であり、図示トルクは、エンジン
１１の燃焼によって発生する燃焼圧トルク、つまりエン
ジン１１の内部損失トルク、外部負荷トルク（補機類の
負荷トルク）及び動的損失トルクを含めたトルクであ
る。従って、図示トルクから内部損失トルクと外部負荷
トルク及び動的損失トルクを差し引いたトルクは、クラ
ンク軸３３から取り出される軸トルク（正味トルク）と
なり、この軸トルクによって車両駆動系が駆動される。

【００１５】要求軸トルク演算手段５６は、アクセルセ
ンサ４１の出力（アクセル開度）、エンジン回転速度Ｎ
ｅ、車速等に基づいてマップ等により要求軸トルクを算
出する。尚、この要求軸トルクは、アクセル開度とエン
ジン回転速度Ｎｅのみから算出しても良い。

【００１６】動的損失トルク演算手段５７は、エンジン
回転速度変化時の慣性力によって生じる動的な損失トル
クを算出する。この動的な損失トルクの算出方法は、図
３に示すように、まず、エンジン回転速度Ｎｅ（ｒｐ
ｍ）に２π／６０を乗算して回転角速度ωｅを算出し
（ωｅ＝Ｎｅ×２π／６０）、この回転角速度ωｅを時
間微分して回転角加速度ｄωｅ／ｄｔを求めた後、この
回転角加速度ｄωｅ／ｄｔに回転慣性系の慣性モーメン
トＩｅを乗算して動的な損失トルクＩｅ・ｄωｅ／ｄｔ
を求める。

【００１７】ここで、慣性モーメントＩｅは、エンジン
１１内部のピストン３２やクランク機構、クランク軸３
３と一体に回転するフライホイールやトルクコンバータ
のポンプインペラー等の回転部材の慣性によって生じる
慣性モーメントである（尚、手動変速機付き車両では、
トルクコンバータが無く、自動変速機付き車両では、フ
ライホイールが無い）。この慣性モーメントＩｅは、回
転速度変化の影響を受けず、常に一定値であるため、予
め、回転慣性系部材の形状寸法・密度（比重）を基に算
出した慣性モーメントＩｅのデータをＥＣＵ１６のＲＯ
Ｍに記憶して、これを使用すれば良い。

【００１８】尚、予め、回転角加速度ｄωｅ／ｄｔをパ
ラメータとする動的な損失トルクのマップを作成してＥ
ＣＵ１６のＲＯＭに記憶しておき、このマップを検索し
て回転角加速度ｄωｅ／ｄｔに応じた動的な損失トルク
Ｉｅ・ｄωｅ／ｄｔを求めるようにしても良い。

【００１９】一方、内部損失トルク演算手段５８は、図
３に示すように、内部損失トルクとして、機械摩擦損失
トルクＴlmとポンピング損失トルクＴlpを算出する。エ
ンジン１１の機械摩擦損失は、エンジン温度で変化する
潤滑油の粘度やエンジン回転速度Ｎｅによって変化する
ため、機械摩擦損失トルクＴlmの算出時には、エンジン
回転速度Ｎｅと冷却水温ＴＨＷをパラメータとする機械
摩擦損失トルクの二次元マップを検索して、その時のエ
ンジン回転速度Ｎｅと冷却水温ＴＨＷに応じた機械摩擦
損失トルクＴlmを算出する。この際、潤滑油の粘度を評
価する情報として、冷却水温ＴＨＷに代えて、油温を用
いるようにしても良い。

【００２０】また、ポンピング損失は、吸気圧Ｐｍとエ
ンジン回転速度Ｎｅによって変化するため、ポンピング
損失トルクＴlpの算出時には、吸気圧Ｐｍとエンジン回
転速度Ｎｅをパラメータとするポンピング損失トルクの
二次元マップを検索して、その時の吸気圧Ｐｍとエンジ
ン回転速度Ｎｅに応じたポンピング損失トルクＴlpを算
出する。

【００２１】次に、図４に基づいて外部負荷トルク演算
手段５９の機能を説明する。外部負荷トルク演算手段５
９は、エンジン１１のクランク軸３３で駆動される補機
類３４（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トル
クコンバータ、パワーステアリングのポンプ等）の駆動
負荷トルクを算出する。

【００２２】エアコンのコンプレッサ駆動負荷トルクＴ
lac を算出する場合は、エアコンスイッチのオン・オフ
信号（Ａ／ＣＳＷ）を読み込み、エアコンのオフ時に
は、コンプレッサ駆動負荷トルクＴlac を「０」とし、
エアコンのオン時には、エンジン回転速度Ｎｅにプーリ
比を乗算してコンプレッサ回転速度Ｎｃを算出し、この
コンプレッサ回転速度Ｎｃをパラメータとするコンプレ
ッサ駆動負荷トルクマップを検索して、その時のコンプ
レッサ回転速度Ｎｃに応じたコンプレッサ駆動負荷トル
クＴlac を算出する。

【００２３】オルタネータ駆動負荷トルクＴlaltを算出
する場合は、バッテリ電圧ＶB とオルタネータのフィー
ルド電流Ｉを読み込み、これらをパラメータとするオル
タネータ駆動負荷トルクの二次元マップを検索して、そ
の時のバッテリ電圧ＶB とオルタネータのフィールド電
流Ｉに応じたオルタネータ駆動負荷トルクＴlaltを算出
する。

【００２４】トルクコンバータ駆動負荷トルクＴltorを
算出する場合は、トルクコンバータのタービン回転速度
Ｎｔとシフト信号を読み込み、Ｎレンジ（ニュートラル
位置）にシフトされている時には、トルクコンバータ駆
動負荷トルクＴltorをニュートラル時負荷抵抗（固定
値）に設定する。また、Ｄレンジ（ドライブ位置）にシ
フトされている時には、タービン回転速度Ｎｔをエンジ
ン回転速度Ｎｅで割り算してスリップ率ｅを求め、この
スリップ率ｅをパラメータとするトルクコンバータのト
ルク容量マップを検索して、その時のスリップ率ｅに応
じたトルク容量Ｃを算出する。そして、このトルク容量
ＣにＮｅ² （エンジン回転速度の二乗）を乗算してＤレ
ンジ時負荷抵抗を求め、このＤレンジ時負荷抵抗をトル
クコンバータ駆動負荷トルクＴltorとする。

【００２５】パワーステアリングのポンプ駆動負荷トル
クＴlpowを算出する場合は、ハンドルの操舵量（又は操
舵角速度）を読み込み、これをパラメータとするポンプ
駆動負荷トルクマップを検索して、その時の操舵量（又
は操舵角速度）に応じたポンプ駆動負荷トルクＴlpowを
算出する。

【００２６】最終的に、外部負荷トルク演算手段５９
は、上述したコンプレッサ駆動負荷トルクＴlac 、オル
タネータ駆動負荷トルクＴlalt、トルクコンバータ駆動
負荷トルクＴltor及びパワーステアリングのポンプ駆動
負荷トルクＴlpowを加算して外部負荷トルクを求める。
尚、各駆動負荷トルクの算出時に、マップに代えて数式
を用いるようにしても良い。

【００２７】また、図２に示すＩＳＣ制御補正トルク演
算手段６０は、アイドルスピードコントロール（ＩＳＣ
制御）によるトルク増減分をＩＳＣ制御補正トルクとし
て算出する。このＩＳＣ制御補正トルクは、目標アイド
ル回転速度Ｎｅtargetとエンジン回転速度Ｎｅの偏差に
基づき、ＰＩＤ、その他のフィードバック制御法によ
り、エンジン回転速度Ｎｅが目標アイドル回転速度Ｎｅ
targetに一致するようにＩＳＣ制御補正トルクを算出す
る。

【００２８】要求図示トルク演算手段５１は、要求軸ト
ルク演算手段５６で算出した要求軸トルクと、動的損失
トルク演算手段５７で算出した動的損失トルクＩｅ・ｄ
ωｅ／ｄｔと、内部損失トルク演算手段５８で算出した
内部損失トルク（機械摩擦損失トルクＴlmとポンピング
損失トルクＴlp）と、外部負荷トルク演算手段５９で算
出した外部負荷トルクとを加算して基本要求図示トルク
を求め、この基本要求図示トルクをＩＳＣ制御補正トル
ク演算手段６０で演算したＩＳＣ制御補正トルクで補正
して最終的な要求図示トルクを求める。

【００２９】一方、目標空燃比設定手段５５は、要求図
示トルク演算手段５１で演算した要求図示トルクとエン
ジン回転速度Ｎｅとに基づいてマップ等により目標空燃
比（目標Ａ／Ｆ）を設定する。この目標空燃比は、均質
燃焼モード制御手段５３と成層燃焼モード制御手段５４
の両方で共通して使用される。

【００３０】燃焼モード切換手段５２は、エンジン回転
速度Ｎｅと要求図示トルクに応じてマップ等から均質燃
焼モード制御手段５３と成層燃焼モード制御手段５４の
いずれか一方を選択して燃焼モードを切り換える。例え
ば、低回転領域、低トルク領域では、成層燃焼モード制
御手段５４が選択され、成層燃焼モードで運転される。
この成層燃焼モード運転時には、少量の燃料を圧縮行程
で筒内に直接噴射して成層混合気を形成して成層燃焼さ
せることで、燃費を向上させる。また、中・高回転領
域、中・高トルク領域では、均質燃焼モード制御手段５
３が選択され、均質燃焼モードで運転される。この均質
燃焼モード運転時には、燃料噴射量を増量して吸気行程
で筒内に直接噴射して均質混合気を形成して均質燃焼さ
せることで、エンジン出力や軸トルクを高める。

【００３１】次に、図５（ａ）に基づいて、均質燃焼モ
ード制御手段５３の各機能を説明する。均質燃焼モード
制御手段５３は、要求図示トルクを目標空気量に変換し
てスロットル開度を設定する空気量優先方式のトルクデ
ィマンド制御を行う。その際、点火時期や筒内の空燃比
によって図示トルクが変動することを考慮して、要求図
示トルクを点火時期効率（ＳＡ効率）と空燃比効率（Ａ
／Ｆ効率）とによって次式により補正する。 補正後の要求図示トルク＝要求図示トルク／（点火時期
効率×空燃比効率）

【００３２】ここで、点火時期効率は、点火遅角量に応
じてマップ等により設定され、点火遅角量が０の時に図
示トルクが最大になることから、点火遅角量が０の時に
点火時期効率＝１に設定される。また、空燃比効率は、
前述の目標空燃比に応じてマップ等により設定される。

【００３３】そして、補正後の要求図示トルクとエンジ
ン回転速度Ｎｅに基づいてマップ等により目標空気量を
算出し、この目標空気量とエンジン回転速度Ｎｅ、目標
ＥＧＲ量、内部ＥＧＲ量（可変バルブタイミング機構３
０の進角量）等に基づいて空気系逆モデルを用いてスロ
ットル開度の指令値を算出する。ここで、空気系逆モデ
ルは、スロットルバルブ１５から吸気ポートまでの空気
の流れを模擬した空気系モデルの入出力関係を逆に解い
たモデルである。この空気系逆モデルで算出したスロッ
トル開度の指令値に応じた制御信号を電子スロットルシ
ステムのモータ１４に出力し、スロットルバルブ１５を
駆動してスロットル開度を制御する。

【００３４】また、均質燃焼モード制御手段５３は、推
定筒内空気量（又は実空気量）を目標空燃比で割り算し
て目標燃料量を算出し、この目標燃料量に各種の補正係
数（水温補正係数、フィードバック補正係数、学習補正
係数等）を乗算して最終的な燃料噴射量を求め、この燃
料噴射量に応じたパルス幅の噴射パルスを、各気筒の吸
気行程で燃料噴射弁２１に出力して燃料噴射を実行す
る。これにより、均質燃焼モード運転時には、吸気行程
で燃料を筒内に直接噴射して均質混合気を形成して均質
燃焼させる。

【００３５】更に、均質燃焼モード制御手段５３は、運
転状態に応じて目標ＥＧＲ量をマップ等により算出し、
その算出結果に応じてＥＧＲバルブ４０を駆動してＥＧ
Ｒ量を目標ＥＧＲ量に制御する。尚、この目標ＥＧＲ量
を設定する手段は、均質燃焼モード制御手段５３とは別
に設けても良く、この目標ＥＧＲ量設定手段で設定した
目標ＥＧＲ量を均質燃焼モード制御手段５３と成層燃焼
モード制御手段５４の両方で使用するようにしても良
い。

【００３６】また、均質燃焼モード制御手段５３は、運
転状態に応じて各気筒の点火時期をマップ等により算出
し、その点火時期に点火プラグ２５に高電圧を印加して
火花放電を発生させる。この点火時期から前述した点火
時期効率が算出される。

【００３７】次に、図５（ｂ）に基づいて、成層燃焼モ
ード制御手段５４の各機能を説明する。成層燃焼モード
制御手段５４は、要求図示トルクを目標燃料量に変換
し、この目標燃料量と目標空燃比とを乗算して目標空気
量を求めてスロットル開度を設定する燃料量優先方式の
トルクディマンド制御を行う。その際、筒内の空燃比に
よって図示トルクが変動することを考慮して、要求図示
トルクを空燃比効率で割り算して要求図示トルクを補正
する。 補正後の要求図示トルク＝要求図示トルク／空燃比効率 ここで、空燃比効率は、均質燃焼モード制御手段５３の
場合と同じく、前述の目標空燃比に応じてマップ等によ
り算出する。

【００３８】そして、補正後の要求図示トルクとエンジ
ン回転速度Ｎｅとに基づいてマップ等により目標燃料量
を算出し、この目標燃料量に各種の補正係数（水温補正
係数、フィードバック補正係数、学習補正係数等）を乗
算して最終的な燃料噴射量を求め、この燃料噴射量に応
じたパルス幅の噴射パルスを、各気筒の圧縮行程で燃料
噴射弁２１に出力して燃料噴射を実行する。これによ
り、成層燃焼モード運転時には、圧縮行程で燃料を筒内
に直接噴射して成層混合気を形成して成層燃焼させる。

【００３９】更に、成層燃焼モード制御手段５４は、目
標燃料量とエンジン回転速度Ｎｅに応じて点火時期をマ
ップ等により算出し、その点火時期に点火プラグ２５に
高電圧を印加して火花放電を発生させる。

【００４０】また、成層燃焼モード制御手段５４は、目
標燃料量に目標空燃比を乗算して目標空気量を算出し、
この目標空気量、エンジン回転速度Ｎｅ、目標ＥＧＲ
量、内部ＥＧＲ量（可変バルブタイミング機構３０の進
角量）等に基づいて空気系逆モデルを用いてスロットル
開度の指令値を算出し、このスロットル開度の指令値に
応じた制御信号を電子スロットルシステムのモータ１４
に出力し、スロットルバルブ１５を駆動してスロットル
開度を制御する。更に、目標ＥＧＲ量に応じてＥＧＲバ
ルブ４０を駆動してＥＧＲ量を目標ＥＧＲ量に制御す
る。

【００４１】以上説明した本実施形態のトルクディマン
ド制御によれば、要求図示トルクを演算する際に、エン
ジン１１の静的な内部損失トルク（機械摩擦損失トルク
Ｔlmとポンピング損失トルクＴlp）に加え、エンジン回
転速度変化時の慣性力による動的な損失トルクＩｅ・ｄ
ωｅ／ｄｔを考慮して要求図示トルクを演算するように
したので、急加速時等、エンジン回転速度が急変するよ
うな運転状態の時には、エンジン回転速度変化による慣
性力に起因する動的な損失トルクＩｅ・ｄωｅ／ｄｔを
要求図示トルクに反映させることができ、加速応答性の
良い過渡性能に優れたトルクディマンド制御を行うこと
ができる。

【００４２】しかも、本実施形態では、成層燃焼モード
と均質燃焼モードのいずれの燃焼モードでも、要求図示
トルクに基づいてトルクディマンド制御するため、両燃
焼モードの燃焼状態における軸トルクへの変換効率に差
があっても、その影響を受けずに軸トルクを制御するこ
とができ、燃焼モードの切り換え時に軸トルクの段差
（トルクショック）が生じることを防止できる利点もあ
る。

【００４３】以上説明した本実施形態は、筒内噴射式エ
ンジン１１に本発明を適用した実施形態であるが、本発
明は吸気ポート噴射式エンジン（リーンバーンエンジン
を含む）にも適用できることは言うまでもない。吸気ポ
ート噴射式エンジンの燃焼方式は、全運転領域で均質燃
焼のみであるため、本発明を吸気ポート噴射式エンジン
に適用する場合は、本実施形態のトルクディマンド制御
装置から燃焼モード切換手段５２と成層燃焼モード制御
手段５４を省略し、全運転領域で、均質燃焼モード制御
手段５３によってトルクディマンド制御する構成とすれ
ば良い。

【００４４】また、燃焼モード切換手段５２が常に均質
燃焼モード制御手段５３を選択するように固定すれば、
本実施形態のトルクディマンド制御装置をそのまま吸気
ポート噴射式エンジンのトルクディマンド制御装置とし
て使用することができ、トルクディマンド制御装置の共
通化により、機種展開時の開発・適合工数の大幅な削減
が可能となり、コストダウンを期待できる。

【００４５】尚、要求図示トルクを演算する際に、図３
及び図４に示された内部損失や外部負荷以外の損失・負
荷を追加したり、反対に、これらの内部損失や外部負荷
から一部の損失・負荷を無視して演算を簡略化するよう
にしても良く、また、ＩＳＣ制御補正トルクを無視して
演算を簡略化するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す筒内噴射式エンジン
制御システム全体の概略構成図

【図２】筒内噴射式エンジンのトルクディマンド制御の
概要を説明するブロック図

【図３】動的損失トルク演算手段と内部損失トルク演算
手段の機能を説明するブロック図

【図４】外部負荷トルク演算手段とＩＳＣ制御補正トル
ク演算手段の機能を説明するブロック図

【図５】（ａ）は均質燃焼モード制御手段の機能を説明
するブロック図、（ｂ）は成層燃焼モード制御手段の機
能を説明するブロック図

【符号の説明】

１１…筒内噴射式エンジン（内燃機関）、１２…吸気
管、１３…エアフローメータ、１５…スロットルバル
ブ、１６…ＥＣＵ（要求図示トルク演算手段）、１８…
吸気圧センサ、２１…燃料噴射弁、２５…点火プラグ、
３３…クランク軸、３４…補機類、３５…水温センサ、
３６…排気管、４０…ＥＧＲバルブ、４１…アクセルセ
ンサ、５１…要求図示トルク演算手段、５２…燃焼モー
ド切換手段、５３…均質燃焼モード制御手段、５４…成
層燃焼モード制御手段、５５…目標空燃比設定手段、５
６…要求軸トルク演算手段、５７…動的損失トルク演算
手段、５８…内部損失トルク演算手段、５９…外部負荷
トルク演算手段、６０…ＩＳＣ制御補正トルク演算手
段。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 AA04 BA02 BA05 BA09 BA13 BA15 BA20 BA21 BA23 CA04 CA09 DA05 DA25 EA04 EB08 EB11 EC02 EC03 FA03 FA05 FA06 FA11 FA20 FA21 FA29 FA32 FA34 FA35 FA37 3G301 HA04 HA13 HA16 HA17 HA19 JA04 KA13 KA24 KA25 LA00 LA03 LA05 LB04 LC03 MA01 MA11 MA19 NA03 NA04 NA05 NB02 NC02 ND01 PA01Z PA07Z PC02Z PD03A PD15Z PE01Z PE02Z PE06Z PE08Z PE09Z PF00Z PF01Z PF03Z PF08Z PF10Z PF13Z PF14Z PG01Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃焼によって発生すべき要求
   図示トルクを演算して、この要求図示トルクに基づいて
   内燃機関の運転を制御する内燃機関の制御装置におい
   て、 前記要求図示トルクを演算する際に、内燃機関の内部損
   失トルクとして、静的な損失トルクに加え、機関回転速
   度変化時の慣性力による動的な損失トルクを考慮して前
   記要求図示トルクを演算する要求図示トルク演算手段を
   備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】 前記要求図示トルク演算手段は、前記動
   的な損失トルクを、内燃機関内部及びクランク軸と一体
   に回転する部位の慣性モーメントに内燃機関の回転角加
   速度を乗算して求めることを特徴とする請求項１に記載
   の内燃機関の制御装置。
3. 【請求項３】 前記要求図示トルク演算手段は、アクセ
   ル開度と機関回転速度等に基づいて算出した要求軸トル
   クと、前記内部損失トルクと、クランク軸で駆動される
   補機類の負荷トルクとを加算して前記要求図示トルクを
   求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機
   関の制御装置。