JP2007009828A - エンジンのトルク演算装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンの出力トルクを算出するエンジンのトルク演算装置を提供する。
【解決手段】エンジン負荷相当値に基づき負荷相当トルクＥｖＴを算出し平均化して負荷平均化トルクＥｖ（ｓ）を得る負荷平均化トルク算出手段Ａ１と、筒内圧信号ｐｍｉを出力する筒内圧センサ２０と、筒内圧信号ｐｍｉに基づき筒内圧相当トルクＰＴを求め平均化処理して筒内圧平均化トルクＰＴａｖｅを得る筒内圧平均化トルク算出手段Ａ２と、負荷平均化トルクＥｖ（ｓ）の筒内圧平均化トルクＰＴａｖｅに対するトルク偏差ＳＡＴを求め、同トルク偏差を減少させる学習値ＥｖＴＬＲＮを算出する学習値算出手段Ａ３と、負荷相当トルクを学習値で修正した出力トルクＴｏｕｔを出力する修正トルク出力手段Ａ４とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの出力トルクを演算するエンジンのトルク演算装置に関する。

自動車に搭載されているエンジンやそれに接続された回転伝達系の被制御手段は、エンジン出力トルクに基づき制御値が演算され、その制御値に基づき制御されることが多く、これらの制御特性、特に制御精度はエンジン出力トルク自体の演算精度に影響されることとなる。

例えば、特開平６−７２１８７号公報（特許文献１）に開示の自動変速機付車両用エンジン制御装置及びその制御装置では、エンジンの燃焼室の圧力を検出する筒内圧センサの出力に基づいてエンジンの出力トルクを検出し、この検出トルクに基づいて自動変速機の油圧やエンジン自身のトルクを制御するようにしている。

更に、特開２０００−３２９２２２号公報（特許文献２）の無段変速機（ＣＶＴ）の制御装置では、一対のプーリに対してそれぞれベルトが滑らないように油圧を用いて押付ける際のクランプ力が、ライン圧制御によって行なわれており、このライン圧制御はＣＶＴに入力される入力トルク（エンジンから出力されるトルク）と変速比とに基づいて行われている。ここでのライン圧制御では、例えばアクセルペダル開度とエンジン回数速度とに基づき算出される平均有効圧力に基いて推定される値をエンジン出力トルクとして用いて、このトルク情報に基づいてライン圧制御が行われている。

特開平６−７２１８７号公報 特開２０００−３２９２２２号公報

しかし、特許文献２のように、実トルクでなく、エンジン回転速度やアクセル開度に基づき、エンジン出力トルクを推定して求める手法では、エンジン出力トルクはその精度が比較的低い。このため、推定されたエンジン出力トルクを用いて、無段変速機のベルトクランプ力を制御しても、精度は十分ではなく、精度が不十分である分だけの余裕を見込んでベルトクランプ力を設定することになるため、燃費の悪化を招くという問題が生じている。

また、特許文献１のように筒内圧に基づいてエンジンの出力トルクを求める場合、正確なエンジントルクを求めることはできるが、求められるトルクは燃焼の結果としてのトルクであり、サイクル毎の燃焼変動に起因したトルク変動を含むので、変速機等の制御用の情報として使用するには平均化したものを使用せざるを得ない。しかし、これでは過渡時に対応できない問題がある。

本発明は、以上のような課題に基づきなされたもので、車両のエンジンや回転伝達系に付設される被制御手段を制御するのに用いるエンジントルクを精度よく演算して制御に利用できるエンジンのトルク演算装置を提供することにある。

請求項１の発明は、エンジンの負荷相当値に基づき負荷相当のトルクを算出し同負荷相当トルクを平均化して負荷平均化トルクを得る負荷平均化トルク算出手段と、エンジン燃焼室の筒内圧信号を出力する筒内圧センサと、上記筒内圧センサの出力に基づき筒内圧相当トルクを求め同筒内圧相当トルクを平均化処理して筒内圧平均化トルクを得る筒内圧平均化トルク算出手段と、上記負荷平均化トルクの上記筒内圧平均化トルクに対するトルク偏差を求め、同トルク偏差を減少させる学習値を算出する学習値算出手段と、上記負荷相当トルクを上記学習値で修正した出力トルク情報を出力する修正トルク出力手段と、を具備することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のエンジンのトルク演算装置において、上記負荷相当値平均値に対する上記負荷相当値の偏差が所定値を上回る過渡運転域では上記筒内圧平均化トルク算出手段は上記筒内圧平均化トルクの算出を停止させることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１記載のエンジンのトルク演算装置において、上記学習値算出手段は上記負荷平均化トルクの上記筒内圧平均化トルクに対するトルク偏差が所定値を上回る場合にのみ、同トルク偏差を減少させる学習値を更新することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１記載のエンジンのトルク演算装置において、上記修正トルク出力手段は上記エンジンに連結された無段変速機の制御装置にベルトクランプ力制御用の情報として上記出力トルク情報を出力することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、負荷平均化トルクの筒内圧平均化トルクに対するトルク偏差を求め、そのトルク偏差を減少させる学習値を算出した上で、その学習値で負荷相当トルクを修正して得た出力トルクを出力するようにした。このため、負荷相当トルクが筒内圧平均化トルクにより修正され精度の良い出力トルク情報が得られる。

請求項２の発明によれば、負荷相当値が負荷相当値平均値に対して大きく変化する過渡運転域では筒内圧平均化トルクが不安定なため、筒内圧平均化トルクの算出を停止させることより、この運転域では無駄な筒内圧平均化トルクの算出を止め、制御の簡素化を図ることができる。

請求項３の発明によれば、負荷平均化トルクの筒内圧平均化トルクに対するトルク偏差が比較的大きい場合にのみ、学習値を更新して、その学習値で負荷相当トルクを修正して、精度の良い出力トルク情報を得ており、トルク偏差が比較的小さい場合の修正は排除し、制御の簡素化を図っている。

請求項４の発明によれば、精度の高い出力トルク情報を無段変速機のベルトクランプ力制御に有効活用することができ、ベルトクランプ力制御の制御精度が向上して燃費を効率よく向上させることができる。

以下、エンジン負荷相当値として体積効率を用いた場合の本発明の一実施形態としてのエンジンのトルク演算装置を説明する。
図１にはこのエンジンのトルク演算装置を装備する車両のエンジン及びそれに連結された回転伝達系を示した。エンジンのトルク演算装置は多気筒４サイクルエンジン（以後単にエンジンと記す）１に搭載される。

エンジン１は各シリンダ２内の燃焼室Ｃに吸気路３より吸気を導入し、燃焼ガスが排気路４より排出される。各燃焼室Ｃには燃料噴射弁５によって燃料噴射が成され、点火プラグ６により混合気の点火処理が成され、これによりピストンクランク機構７が燃焼エネルギを回転エネルギに変換して回転伝達系８を介して駆動輪９に回転駆動力が伝達されている。

なお、エンジン１は層状燃焼可能なリーンバーンエンジンである。このエンジンの吸気路３はエアクリーナー１１、スロットルバルブ１２、吸気多岐管１３、各燃焼室Ｃがこの順に配備される。なお、排気路４は排気多岐管１４、排ガス浄化装置である不図示の触媒コンバータ、マフラー等を経て大気開放されている。

エンジン１は燃料供給装置、点火装置、スロットル駆動装置等を制御するエンジン制御手段としてのエンジンコントローラ（ＥＣＵ）１５を備える。ここで、燃料供給装置は燃料を噴射するインジェクタ５及びインジェクタ駆動回路１６、その制御機能部を成すエンジンコントローラ（ＥＣＵ）１５を備える。点火装置は燃焼室Ｃの混合気の点火を行う点火プラグ６及び点火駆動回路（イグナイタ）１７、その制御機能部を成すエンジンコントローラ１５を備える。
なお、各燃焼室Ｃには筒内圧センサ２０が配設され、これによって、燃焼室Ｃの筒内圧ｐｍｉの信号をエンジンコントローラ（ＥＣＵ）１５に出力している。

スロットル駆動装置は電子制御式であり、不図示のアクセルペダルの操作量θａをアクセル開度センサ１８で検出し、この検出結果と他の情報量とに基づいてその制御機能部を成すエンジンコントローラ１５がスロットルバルブ１２の開度を決定するものである。スロットルバルブ１２は、これに付随して配設されたスロットルモータ１９によって開閉される。また、スロットルバルブ１２に付随して、その開度θｓを検出するスロットルポジションセンサ２１が配設され、その情報はＥＣＵ１５に出力されている。

エアクリーナ１１内には、吸気量Ｑａ情報を得るエアフローセンサ２２が配備され、その情報はＥＣＵ１５に出力される。またエンジン本体１０１の水温Ｔｗ情報を検出する水温センサ２４が配備され、その検出信号はＥＣＵ１５に出力されている。

エンジン１の一端には回転伝達系８の要部を成す変速ケーシング２５が固着される。変速ケーシング２５内にはエンジン１のクランク軸に接続される流体継手２７、前後進切換え機構２８、無段変速機（ＣＶＴ）２９が収容される。無段変速機２９のセカンダリプーリ３２側は出力軸３３に連結され、同軸は減速機構３４を介し駆動輪９側に連結される。
流体継手２７は回転ダンパ機能を備え、従動側の前後進切換え機構２８に回転を伝達する。前後進切換え機構２８は不図示の遊星歯車式の回転方向切換え機構を備え、これらは不図示の油圧切換え機構で切換え操作される。

図１，２に示すように、無段変速機（ＣＶＴ）２９は前後進切り換え機構２８の出力回転を受けるプライマリプーリ３１と出力軸３３に回転力を伝えるセカンダリプーリ３２を備え、プライマリプーリ３１とセカンダリプーリ３２とにスチールベルト３５が掛け渡される。両プーリはそれぞれ固定側と可動側のプーリ材を油圧アクチュエータで接離させる機構を備え、プライマリプーリ３１とセカンダリプーリ３２に対するスチールベルト３５の巻き付け径を可変させ、低変速比（高変速段）から高変速比（低変速段）までを達成できるように形成されている。このような無段変速機２９は油圧切換え機構３６に切換え操作される。

回転伝達系８を切換え制御する油圧切換え機構３６は変速ケーシング２５の下部に配備され、切換え用の電磁弁３７が装着される。ここで油圧切換え機構３６の制御油圧は回転伝達系８に駆動される不図示の油圧ポンプにより供給される。
ここで油圧切換え機構３６の電磁弁３７や不図示の電動ポンプは回転伝達系の駆動系コントローラ（ＣＶＴＥＣＵ）３８に制御されており、この駆動系コントローラ３８はエンジンコントローラ１５に信号回線３９で相互に接続される。

エンジンコントローラ１５は双方向性バスによって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）１５１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１５２、ＤＲＡＭ（不揮発メモリ）１５３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）１５０、入力ポート１５４および出力ポート１５５を備え、ここでは、周知のエンジン駆動制御手段Ａ０の他に、負荷平均化トルク算出手段Ａ１と，筒内圧平均化トルク算出手段Ａ２と，学習値算出手段Ａ３と、修正トルク出力手段Ａ４としての機能を備える。なお、駆動系コントローラ３８も同様のハード構成を採り、エンジンコントローラ１５からの情報も使用して回転伝達系８の油圧切換え機構３６の電磁弁３７を駆動する。

図３に示すように、エンジン駆動制御手段Ａ０は、燃料供給部ａ１、点火時期制御部ａ２，スロットル駆動制御部ａ３としての機能を備える。
ここで、燃料供給部ａ１は，暖機時、定常時、過渡時等の各運転モードに沿って現在の吸入空気量Ｑａ、エンジン回転数Ｎｅ相当の基本噴射量（噴射時間パルス幅に相当する）Ｔｉｎｊを求め、これに水温補正値δｑｗを加算して燃料噴射量Ｐｗ（＝Ｔｂｉｎｊ−δｑｗ）を決定する。更に、各運転モードに応じた噴射時期ｔｉを決定し、燃料噴射量Ｐｗを各気筒の燃料噴射弁２４の噴射駆動回路１６にセットする。点火時期制御部ａ２は、エンジン回転数Ｎｅ相当の基本点火時期θｐｂを不図示のノックセンサにより得たノック信号ｓｎに応じて一定量遅角処理して点火時期θｐを決定し、その点火時期θｐを各気筒の点火駆動回路１７にセットしている。

スロットル駆動制御部ａ３は、不図示のアクセルペダルの操作量θａをアクセル開度センサ１８で検出し、この検出結果と他の情報量とに基づいてスロットルバルブ１２の目標開度を決定し、現開度を目標開度に修正駆動する。
負荷平均化トルク算出手段Ａ１は、ドライバーが要求する負荷である体積効率Ｅｖ相当のトルクを算出し同体積効率相当トルク（ＥｖＴ）を平均化して体積効率平均化トルクＥｖ（ｓ）を得る、との機能を備える。
筒内圧平均化トルク算出手段Ａ２は、筒内圧ｐｍｉ相当のトルクＰＴを求め同筒内圧相当トルクＰＴを平均化処理して筒内圧平均化トルクＰＴａｖｅを得る、との機能を備える。

学習値算出手段Ａ３は、負荷平均化トルクＥｖ（ｓ）の筒内圧平均化トルクＰＴａｖｅに対するトルク偏差ＳＡＴ（＝ＰＴａｖｅ−（ＥｖＴ＋ＥｖＴＬＲＮ））を減少させる学習値ＥｖＴＬＲＮを算出する、との機能を備える。
修正トルク出力手段Ａ４は、体積効率相当トルク（ＥｖＴ）を学習値ＥｖＴＬＲＮで修正した出力トルクＴｏｕｔ＝（ＥｖＴ＋ＥｖＴＬＲＮ）を被制御手段に出力する、との機能を備える。

なお、ここでの被制御手段は、駆動系コントローラ（ＣＶＴＥＣＵ）３８に制御されるＣＶＴである。具体的には、駆動系コントローラ（ＣＶＴＥＣＵ）３８はＣＶＴのベルトクランプ力に相当するライン圧を増減調整する電磁弁３７のデューティー比を出力トルクＴｏｕｔに応じた値として不図示のデューティー比演算マップより演算し、同デューティー比で電磁弁３７を駆動することとなる。

ＥＣＵ１５は図示しないメインスイッチのキーオンによりメインルーチンでの制御に入る。ここでは、まず、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度θａ、スロットル開度θｓ，吸入空気量Ｑａ、水温Ｔｗ等の各値が各センサからの最新検出値として取り込む。次いで、エンジン駆動制御手段Ａ０として、運転条件に応じて圧縮行程噴射モード、吸気行程噴射モード、それ以外のストイキ域での理論空燃比モード等が算出され、それぞれのモードでの最適なエンジン出力を得るよう、現在の吸入空気量Ｑａ、エンジン回転数Ｎｅに基づき噴射時期ｔｉを決定し、燃料噴射量Ｐｗで各気筒の燃料噴射弁５を駆動する。しかも、エンジン回転数Ｎｅに基づき点火時期θｐを決定し、その点火時期θｐに点火プラグ６を着火処理し、アクセル開度θａに基づく目標開度を決定して、同開度にスロットルバルブ１２の開度を修正駆動する。このようなメインルーチンの途中の所定の制御ステップ位置に達すると、筒内圧からのトルク算出ルーチンや出力要求トルクの筒内圧による補正ルーチンの処理を順次実行する。

以下、このように構成された本発明に係るエンジンのトルク演算装置の作動を図７乃至図８のフローチャートに沿って説明する。
図７の筒内圧からのトルク算出ルーチンのステップｓ１に達すると、筒内圧センサ２０より求めた最新の筒内圧ｐｍｉに相当するエンジン出力トルクＰＴ（＝ｐｍｉ×Ｋｐｍ）を所定のトルク変換係数Ｋｐｍの乗算によって算出する。次いでステップｓ２では最新の吸入空気量Ｑａとエンジン排気量に基づき瞬時の体積効率Ｅｖを求め、それと前回までの体積効率Ｅｖの平均値（フィルタ値）Ｅｖ（ｓ−１）とに所定の取り込み係数Ｋを用いて今回の平均値（フィルタ値）Ｅｖ（ｓ）＝Ｅｖ×（１−ｋ）＋Ｅｖ（ｓ−１）×ｋとして算出を行う。

ステップｓ３では、今回のフィルタ値Ｅｖ（ｓ）に対する瞬時の体積効率Ｅｖの偏差の絶対値が予め設定される所定値β１と比較される。この所定値β１は体積効率Ｅｖの値の変化が比較的大きく、図４に符号ｄ１で示すアクセル踏み込みに伴い生じた過渡運転時を判断する閾値として設定されている。

変化幅が小さく定常時にステップｓ４に達すると、ここでは、エンジン出力トルクの平均値ＰＴａｖｅの算出に入り、まず、エンジン出力トルクＰＴの加算処理ＳＵＭ＝ＳＵＭ＋ＰＴを行う。次いで、ステップｓ６ではカウンタ（不図示）を１アップし、ステップｓ７ではカウンタ値が所定回数ｎに達したか否か判断し、達するまでステップｓ６でのエンジン出力トルクＰＴの加算処理ＳＵＭ＝ＳＵＭ＋ＰＴを繰り返し、カウントアップで、ステップｓ８に進む。

ステップｓ８、ｓ９では所定回数であるカウンタ回数ｎだけ加算されたエンジン出力トルクＰＴの加算値ＳＵＭをカウンタ回数ｎで除算して、筒内圧から得られたエンジン出力トルクの平均値ＰＴａｖｅ（＝ＳＵＭ／ｎ）を算出し、エンジン出力トルク平均値算出終了フラグをオンして、この回の制御を終了しメインルーチンに戻る。

一方、ステップｓ３で体積効率Ｅｖの値の変化幅が大きく、図４に符号ｄ１で示すアクセル踏み込みに伴い生じた過渡運転時であると、ステップｓ５に達し、ここでは、エンジン出力トルクＰＴの平均値ＰＴａｖｅの算出を停止すべく、ステップｓ１０、ｓ１１と進み、エンジン出力トルクＰＴの加算値ＳＵＭをクリアし、エンジン出力トルク平均値算出終了フラグをオフし、この回の制御を終了しメインルーチンに戻る。

このように、筒内圧からのトルク算出ルーチンのステップｓ２、ｓ３では、体積効率Ｅｖが体積効率平均値Ｅｖ（ｓ）に対して大きく変化する過渡運転域ｄ１では筒内圧から得られたエンジン出力トルクの平均化トルクＰＴａｖｅが不安定なため、筒内圧平均化トルクＰＴａｖｅの修正値を用いないことより、この運転域では無駄な筒内圧平均化トルクの算出を止め、制御の簡素化を図ることができる。

次に、出力要求トルクの筒内圧による補正ルーチンのステップａ１〜ａ３に達すると、エンジン回転数Ｎｅの最新値を求め、最新の吸入空気量Ｑａとエンジン排気量に基づき体積効率Ｅｖを求め、ＮｅとＥｖとから図５（a）に示すＥｖＴマップを用い、体積効率相当トルクＥｖＴを算出する。

次いで、ステップａ４ではステップｓ９で処理されているエンジン出力トルク平均値算出終了フラグがオンか否か判断し、オフではステップａ１３に、オンではステップａ５に進む。エンジン出力トルクＰＴの平均値ＰＴａｖｅが算出されステップａ５に達すると、ここでは、最新のエンジン出力トルク平均値ＰＴａｖｅに対して、体積効率相当トルクＥｖＴ、ここでは後述の学習値ＥｖＴＬＲＮで修正を加えた状態での体積効率相当トルク値（ＥｖＴ±ＥｖＴＬＲＮ）が有するトルク偏差ＳＡＴ（＝ＰＴａｖｅ−（ＥｖＴ±ＥｖＴＬＲＮ））を算出し、ステップａ６で、このトルク偏差ＳＡＴの絶対値が所定値γ１を上回るか否か判断する。上回らないとステップａ１０に、上回るとステップａ７に進む。

今回の体積効率相当トルクＥｖＴがエンジン出力トルク平均値ＰＴａｖｅに対して補正が必要と思われるだけのずれである所定値γ１を上回るとしてステップａ７に達すると、ここでは最新のトルク偏差ＳＡＴの正、負を判断し、正で体積効率相当トルクＥｖＴに対してエンジン出力トルクＰＴ平均値ＰＴａｖｅが大きい場合、ステップａ８で体積効率相当トルクＥｖＴの学習値ＥｖＴＬＲＮを所定量α増加させて更新する。逆に、負で体積効率相当トルクＥｖＴに対してエンジン出力トルクＰＴ平均値ＰＴａｖｅが小さい場合、ステップａ９で体積効率相当トルクＥｖＴの学習値ＥｖＴＬＲＮを所定量α低減させて更新する。

このステップａ８、ａ９、あるいは修正処理なしにステップａ６からステップａ１０〜ａ１３に達すると、ここでは、今回の体積効率相当トルクＥｖＴの学習値ＥｖＴＬＲＮの更新が終了したとして、ステップｓ８、ｓ７で用いた加算値ＳＵＭをクリアし、カウンタ値ｎをクリアし、ステップａ４で判断したエンジン出力トルク平均値算出終了フラグをクリア（オフ）し、ステップａ１３に達する。

ステップａ１３では最新の体積効率相当トルクＥｖＴを学習値ＥｖＴＬＲＮで修正した値（ＥｖＴ±ＥｖＴＬＲＮ）を今回の出力トルクＴｏｕｔとして、被制御手段側の駆動系コントローラ（ＣＶＴＥＣＵ）３８に出力し、この回の制御を終えてメインルーチンにリターンする。これにより、駆動系コントローラ（ＣＶＴＥＣＵ）３８がＣＶＴの最適クランプ力が得られるライン圧を得るように、電磁弁３７をデューティー駆動することとなる。なお、ステップａ４で、トルク平均値算出終了フラグがオフでステップａ１３に達した場合には前回値のエンジン出力トルクＰＴの平均値ＰＴａｖｅが駆動系コントローラ（ＣＶＴＥＣＵ）３８に出力されることとなる。

このように、出力要求トルクの筒内圧による補正ルーチンのステップａ５において、負荷平均化トルクとしての（ＥｖＴ±ＥｖＴＬＲＮ）の筒内圧平均化トルク（エンジン出力トルク平均値）ＰＴａｖｅに対するトルク偏差ＳＡＴを求め、そのトルク偏差を減少させる学習値（ＥｖＴＬＲＮ±α）をステップａ８、ａ９で算出した上で、その学習値で体積効率相当トルクＥｖＴを修正した出力トルクＴｏｕｔ情報が被制御手段Ａ５に出力される。

このため、体積効率相当トルクＥｖＴが筒内圧平均化トルクＰＴａｖｅにより修正され精度の良い出力トルク情報Ｔｏｕｔ（＝ＥｖＴ±ＥｖＴＬＲＮ）が得られ、被制御手段Ａ５の制御を精度良く行うことができる。特に、本実施形態ではこの出力トルク情報は被制御手段Ａ５であるＣＶＴＥＣＵ３８に入力されて、ＣＶＴのベルトクランプ力制御に利用されるので、ベルトクランプ力制御の制御制度が向上して燃費を効率良く向上させることができる。

更に、ステップａ６で、負荷平均化トルクの筒内圧平均化トルクに対するトルク偏差ＳＡＴが比較的大きい場合にのみ、同学習値（ＥｖＴＬＲＮ±α）を算出して、その学習値で体積効率相当トルクＥｖＴを修正して、精度の良い出力トルクＴｏｕｔを得ており、トルク偏差が比較的小さい場合の修正は排除し、無駄な制御を排除し、制御の簡素化を図ることができる。

次に、エンジンの負荷相当値として燃料噴射量を用いた場合の本発明の実施形態（第２の実施形態）としてのエンジンのトルク演算装置を説明する。なお、ここでのエンジンのトルク演算装置は図１のエンジンのトルク演算装置と比較し、エンジンコントローラ１５ａの制御機能の一部が図９に示すように相違する点以外は同様の構成を採り、ここでは重複説明を略す。

エンジンコントローラ１５ａは、周知のエンジン駆動制御手段Ａ０の他に、図９に示すように、噴射量平均化トルク算出手段Ａ１ａと，筒内圧平均化トルク算出手段Ａ２ａと，学習値算出手段Ａ３ａと、修正トルク出力手段Ａ４ａとしての機能を備える。
エンジン駆動制御手段Ａ０は、図３で説明したと同様に、燃料供給部ａ１、点火時期制御部ａ２，スロットル駆動制御部ａ３としての機能を備える。

噴射量平均化トルク算出手段Ａ１ａは、ドライバーが要求する燃料噴射量Ｐｗ相当のトルクＰｗＴを算出し、同噴射量相当トルクＰｗＴを平均化した噴射量平均化トルクＰｗ（ｓ）を算出する、との機能を備える。

筒内圧平均化トルク算出手段Ａ２ａは、筒内圧ｐｍｉ相当のトルクＰＴを算出し，同筒内圧相当トルクＰＴを平均化して筒内圧平均化トルクＰＴａｖｅを得る、との機能を備える。

学習値算出手段Ａ３ａは、噴射量相当トルクＰｗＴの筒内圧平均化トルクＰＴａｖｅに対するトルク偏差ＳＡＴ｛＝ＰＴａｖｅ−（ＰｗＴ＋ＰｗＴＬＲＮ）｝を求め、同トルク偏差ＳＡＴを減少させる学習値ＰｗＴＬＲＮを算出する、との機能を備える。
修正トルク出力手段Ａ４ａは、噴射量相当トルクＰｗＴを学習値ＰｗＴＬＲＮで修正した修正トルクＴｏｕｔ＝（ＰｗＴ―ＰｗＴＬＲＮ）を被制御手段に出力する、との機能を備える。
なお、被制御手段Ａ５は図１で説明したと同一の駆動系コントローラ（ＣＶＴＥＣＵ）３８に制御されるＣＶＴ２９である。

このような図９のエンジンのトルク演算装置は図１のエンジンのトルク演算装置と比較し、体積効率相当トルクＥｖＴに代えて噴射量相当トルクＰｗＴを算出する点のみが相違する。このため、ここでのエンジンのトルク演算装置の作動を説明する図１０及び図１１のフローチャートにおいても、体積効率相当トルクＥｖＴに代えて噴射量相当トルクＰｗＴを算出し、処理した点以外は同一処理が多く、重複説明を略して以下の説明を行う。

図１０の筒内圧からのトルク算出ルーチンでは最新の筒内圧ｐｍｉに相当するエンジン出力トルクＰＴ算出し（ステップｓ１）、ステップｓ２’で噴射駆動回路１６で用いた燃料噴射量Ｐｗを読み込み、それと前回までの燃料噴射量Ｐｗのフィルタ値Ｐｗ（ｓ−１）とに所定の取り込み係数Ｋを用いて今回のフィルタ値Ｐｗ（ｓ）＝Ｐｗ×（１−ｋ）＋Ｐｗ（ｓ−１）×ｋとして算出を行う。

ステップｓ３’では、今回のフィルタ値Ｐｗ（ｓ）に対する瞬時の燃料噴射量Ｐｗの偏差と過渡運転時を判断する所定値β２と比較する。定常時にはステップｓ４、ｓ６と進み、エンジン出力トルクＰＴの加算処理ＳＵＭ＝ＳＵＭ＋ＰＴを行い、カウンタを１アップする。ステップｓ７でカウンタ値が所定回数ｎに達するのを待ち、ステップｓ８、ｓ９に進み、カウンタ回数ｎだけ加算されたエンジン出力トルクＰＴの加算値ＳＵＭをカウンタ回数ｎで除算して、エンジン出力トルクＰＴの平均値ＰＴａｖｅ（＝ＳＵＭ／ｎ）を算出し、エンジン出力トルク平均値算出終了フラグをオンして、メインルーチンに戻る。ステップｓ３’で体積効率Ｅｖの値の変化幅が大きい過渡運転時であると、ステップｓ５〜ｓ１１に進み、エンジン出力トルクＰＴの平均値ＰＴａｖｅの算出を停止すべく、加算値ＳＵＭをクリアし、エンジン出力トルク平均値算出終了フラグをオフし、メインルーチンに戻る。

次に、図１１の出力要求トルクの筒内圧による補正ルーチンのステップａ１〜ａ３’では、エンジン回転数Ｎｅ、体積効率Ｅｖを求め、Ｎｅと燃料噴射量Ｐｗとから噴射量相当トルクＰｗＴを算出する。ステップａ４ではエンジン出力トルク平均値算出終了フラグがオンを判断してステップａ５’に進む。ここではエンジン出力トルクＰＴの平均値ＰＴａｖｅが算出され、これに対して噴射量相当トルク値（ＰｗＴ±ＰｗＴＬＲＮ）が有するトルク偏差ＳＡＴ｛＝ＰＴａｖｅ―（ＰｗＴ±ＰｗＴＬＲＮ）｝を算出する。ステップａ６で、トルク偏差ＳＡＴの絶対値が所定値γ２を上回る場合ステップａ７に進む。噴射量相当トルク値（ＰｗＴ）がエンジン出力トルク平均値ＰＴａｖｅに対して補正が必要と思われるずれである所定値γ２を上回ると、ステップａ７でトルク偏差ＳＡＴの正、負を判断し、噴射量相当トルクＰｗＴに対してエンジン出力トルク平均値ＰＴａｖｅが大きい場合、ステップａ８’で学習値ＥｖＴＬＲＮを所定量α増加させ、噴射量相当トルクＰｗＴに対してエンジン出力トルク平均値ＰＴａｖｅが小さい場合、ステップａ９’で学習値ＥｖＴＬＲＮを所定量α低減させる。

この後、ステップａ１０〜ａ１３’に進むと、加算値ＳＵＭをクリアし、カウンタ値ｎをクリアし、エンジン出力トルク平均値算出終了フラグをクリア（オフ）し、ステップａ１３’に達する。
ステップａ１３’では最新の噴射量相当トルクＰｗＴを学習値ＰｗＴＬＲＮで修正した値（ＰｗＴ±ＰｗＴＬＲＮ）を今回の出力トルクＴｏｕｔとして、駆動系コントローラ（ＣＶＴＥＣＵ）３８に出力し、メインルーチンにリターンする。これにより、駆動系コントローラ（ＣＶＴＥＣＵ）３８がＣＶＴの最適クランプ力が得られるライン圧を得るように、電磁弁３７をデューティー駆動することとなる。

図９に示したエンジンのトルク演算装置の場合も、ステップｓ２’、ｓ３’で説明したように、噴射量Ｐｗが噴射量平均値Ｐｗ（ｓ）に対して大きく変化する過渡運転域ｄ１では筒内圧から得られたエンジン出力トルクＰＴの平均化トルクＰＴａｖｅが不安定なため、筒内圧平均化トルクＰＴａｖｅの修正値を用いないことより、この運転域では無駄な筒内圧平均化トルクの算出を止め、制御の簡素化を図ることができる。

更に、図９のエンジンのトルク演算装置では、ステップａ５’で説明したように、噴射量平均化トルクとしての（ＰｗＴ＋ＰｗＴＬＲＮ）の筒内圧平均化トルク（エンジン出力トルク平均値）ＰＴａｖｅに対するトルク偏差ＳＡＴを求め、そのトルク偏差を減少させる学習値（ＰｗＴＬＲＮ±α）をステップａ８’、ａ９’で説明したように算出した上で、その学習値で噴射量相当トルクＰｗＴを修正して得た出力トルクＴｏｕｔを被制御手段のトルク制御に使用できるようにした。

このため、噴射量相当トルクＰｗＴが筒内圧平均化トルクＰＴａｖｅにより修正され精度の良い出力トルクＴｏｕｔ（＝ＰｗＴ＋ＰｗＴＬＲＮ）が得られ、この精度の良い被制御手段Ａ５のトルク制御を行うことができ，ＣＶＴへの適用で効果が高い点は前述の一実施形態と同様である。

なお、本発明の実施形態としてリーンバーンエンジンを用いて説明したが、本発明はこれに限らず、吸気ポート内に燃料を噴射するマルチ噴射タイプのエンジンに適用しても良く、この場合も図１の装置と同様の作用効果が得られる。また、エンジンの負荷相当値としては、平均有効圧など他の指標を用いてもよい。

本発明の一実施形態としてのエンジンのトルク演算装置を装備したエンジンの概略構成図である。 図１のエンジンの回転伝達系内のＣＶＴの部分断面図である。 図１のエンジンの回転伝達系の制御部のブロック図である。 図１のエンジンのトルク演算装置で検出する筒内圧の変動線図である。 本発明のエンジンのトルク演算装置で用いる演算マップを示し、（ａ）は体積効率演算マップ線図、（ｂ）は噴射量演算マップ線図を示す。 図１のエンジンのトルク演算装置の経時的な制御特性説明線図である。 図１のエンジンのトルク演算装置が行う、筒内圧からのトルク算出ルーチンのフローチャートである。 図１のエンジンのトルク演算装置が行う、出力要求トルクの筒内圧による補正ルーチンのフローチャートである。 本発明の他の実施形態としてのエンジンのトルク演算装置の制御機能ブロック図である。 図９のエンジンのトルク演算装置が行う、筒内圧からのトルク算出ルーチンのフローチャートである。 図９のエンジンのトルク演算装置が行う、出力要求トルクの筒内圧による補正ルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
２０ 筒内圧センサ
３８ 被制御手段
Ａ１ 負荷平均化トルク算出手段
Ａ２ 筒内圧平均化トルク算出手段
Ａ３ 学習値算出手段
Ａ４ 修正トルク出力手段
Ｃ 燃焼室
Ｅｖ 体積効率
ＥｖＴ 体積効率相当トルク
Ｅｖ（ｓ） 負荷平均化トルク
ＥｖＴＬＲＮ 学習値
ｐｍｉ 筒内圧信号
ＰＴ 筒内圧相当トルク
ＰＴａｖｅ 筒内圧平均化トルク
Ｐｗ 噴射量
ＳＡＴ トルク偏差
Ｔｏｕｔ 出力トルク

Claims (4)

1. エンジンの負荷相当値に基づき負荷相当のトルクを算出し同負荷相当トルクを平均化して負荷平均化トルクを得る負荷平均化トルク算出手段と、
   エンジン燃焼室の筒内圧信号を出力する筒内圧センサと、
   上記筒内圧センサの出力に基づき筒内圧相当トルクを求め同筒内圧相当トルクを平均化処理して筒内圧平均化トルクを得る筒内圧平均化トルク算出手段と、
   上記負荷平均化トルクの上記筒内圧平均化トルクに対するトルク偏差を求め、同トルク偏差を減少させる学習値を算出する学習値算出手段と、
   上記負荷相当トルクを上記学習値で修正した出力トルク情報を出力する修正トルク出力手段と、
   を具備することを特徴とするエンジンのトルク演算装置。
2. 請求項１記載のエンジンのトルク演算装置において、
   上記負荷相当値平均値に対する上記負荷相当値の偏差が所定値を上回る過渡運転域では上記筒内圧平均化トルク算出手段は上記筒内圧平均化トルクの算出を停止させることを特徴とするエンジンのトルク演算装置。
3. 請求項１記載のエンジンのトルク演算装置において、
   上記学習値算出手段は上記負荷平均化トルクの上記筒内圧平均化トルクに対するトルク偏差が所定値を上回る場合にのみ、同トルク偏差を減少させる学習値を更新することを特徴とするエンジンのトルク演算装置。
4. 請求項１記載のエンジンのトルク演算装置において、
   上記修正トルク出力手段は上記エンジンに連結された無段変速機の制御装置にベルトクランプ力制御用の情報として上記出力トルク情報を出力することを特徴とするエンジンのトルク演算装置。
   

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