JP2010203296A - 内燃機関装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】出力軸がダンパを介して後段の後段軸に接続されたエンジンを備える内燃機関装置において、エンジンをより適正な燃料噴射量によって運転する。
【解決手段】エンジンの回転数Ｎｅと後段軸の回転数Ｎｂとに基づいて演算されたダンパのねじれ角θにダンパのバネ定数Ｋを乗じてエンジンから実際に出力されていると推定される推定出力トルクＴｅｅｓｔを計算し（Ｓ２４０，Ｓ２５０）、エンジンの目標トルクＴｅ＊から推定出力トルクＴｅｅｓｔを減じたトルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ未満のときには値τ１を燃料噴射係数τに設定し（Ｓ２７０，Ｓ２８０）、トルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ以上のときには値τ１より大きい値τ２を燃料噴射係数τに設定する（Ｓ２７０，Ｓ２９０）。そして、エンジンの吸入空気量に燃料噴射係数τを乗じて目標燃料噴射量を設定してエンジンを制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関の制御方法に関し、詳しくは、出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された内燃機関を備える内燃機関装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関の制御方法に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、エンジンの動力を用いて発電する発電機と走行用の動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド車に搭載され、エンジンの出力に応じて発電機から出力される反力トルクとエンジンの目標トルクとの差に基づいてエンジンに供給される燃料の性状を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、判定された燃料性状に応じてエンジンへの燃料噴射量を補正することにより車両のドライバビリティの悪化を抑制している。

また、この種の内燃機関装置としては、エンジンの出力軸がダンパなどのねじれ要素を介して車軸側の後段軸に接続された車両に搭載され、出力軸の回転数と後段軸の回転数との差をねじれ要素のねじれとして演算するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この車両では、エンジンの目標動力が増減する加減速要求時に、出力軸の回転数と後段軸の回転数との差が所定値以上となるときには、ねじれ要素のねじれが低減するようエンジンへの燃料噴射量を補正することにより車両の加減速ショックを抑制している。

特開２００８−１２０２６６号公報 特開２００１−８２２１２号公報

しかしながら、前者の内燃機関装置とは異なる構成、即ち、エンジンの出力に応じて電動機から反力トルクを出力する構成とは異なる構成では、電動機の反力トルクと目標トルクとを比較することができないため、前者の装置のように燃料性状を判定したりこの燃料性状に応じて燃料噴射量を補正することができない。

本発明の内燃機関装置は、出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された内燃機関を備える内燃機関装置において、内燃機関をより適正な燃料噴射量によって運転することを主目的とする。

本発明の内燃機関装置およびこれを搭載する車両ならびに内燃機関の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関装置は、
出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記出力軸の回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
前記後段軸の回転数を検出する後段軸回転数検出手段と、
前記検出された出力軸の回転数と前記検出された後段軸の回転数との差に基づいて前記ねじれ要素のねじれ角を演算するねじれ角演算手段と、
前記内燃機関から出力すべき目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記演算されたねじれ角と前記ねじれ要素のバネ定数とに基づいて前記内燃機関から出力されている出力トルクを推定する出力トルク推定手段と、
前記設定された目標トルクと前記推定された出力トルクとの差が所定値未満のときには前記内燃機関の吸入空気量に対して第１の関係を用いて得られる燃料噴射量が噴射されて該内燃機関から前記設定された目標トルクが出力されるよう前記内燃機関を制御し、前記設定された目標トルクと前記推定された出力トルクとの差が前記所定値以上のときには前記内燃機関の吸入空気量に対して前記第１の関係より燃料噴射量が多くなる第２の関係を用いて得られる燃料噴射量を噴射して該内燃機関から前記設定された目標トルクが出力されるよう前記内燃機関を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置では、内燃機関の出力軸の回転数と後段の後段軸の回転数との差に基づいて演算されたねじれ要素のねじれ角と、ねじれ要素のバネ定数と、に基づいて内燃機関から出力されている出力トルクを推定し、内燃機関から出力すべき目標トルクと推定した出力トルクとの差が所定値未満のときには内燃機関の吸入空気量に対して第１の関係を用いて得られる燃料噴射量が噴射されて内燃機関から目標トルクが出力されるよう内燃機関を制御し、目標トルクと推定した出力トルクとの差が所定値以上のときには内燃機関の吸入空気量に対して第１の関係より燃料噴射量が多くなる第２の関係を用いて得られる燃料噴射量を噴射して内燃機関から目標トルクが出力されるよう内燃機関を制御する。これにより、内燃機関をより適正な燃料噴射量によって運転することができる。

本発明の車両は、上述した本発明の内燃機関装置を搭載し、車軸が前記後段軸に連結されてなることを要旨とする。

この本発明の車両では、上述した本発明の内燃機関装置を搭載しているから、本発明の内燃機関装置が奏する効果、例えば、ねじれ要素のねじれに基づいて推定された内燃機関から出力されているトルクと目標トルクとに応じて内燃機関をより適正な燃料噴射量によって運転することができる効果などと同様の効果を奏する。

本発明の内燃機関の制御方法は、
出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された内燃機関の制御方法であって、
（ａ）前記出力軸の回転数と前記後段軸の回転数との差に基づいて演算された前記ねじれ要素のねじれ角と該ねじれ要素のバネ定数とに基づいて前記内燃機関から出力されている出力トルクを推定し、
（ｂ）前記内燃機関から出力すべき目標トルクと前記推定した出力トルクとの差が所定値未満のときには前記内燃機関の吸入空気量に対して第１の関係を用いて得られる燃料噴射量が噴射されて該内燃機関から前記目標トルクが出力されるよう前記内燃機関を制御し、前記目標トルクと前記推定した出力トルクとの差が所定値以上のときには前記内燃機関の吸入空気量に対して前記第１の関係より燃料噴射量が多くなる第２の関係を用いて得られる燃料噴射量を噴射して該内燃機関から前記目標トルクが出力されるよう前記内燃機関を制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の内燃機関の制御方法では、内燃機関の出力軸の回転数と後段の後段軸の回転数との差に基づいて演算されたねじれ要素のねじれ角と、ねじれ要素のバネ定数と、に基づいて内燃機関から出力されている出力トルクを推定し、内燃機関から出力すべき目標トルクと推定した出力トルクとの差が所定値未満のときには内燃機関の吸入空気量に対して第１の関係を用いて得られる燃料噴射量が噴射されて内燃機関から目標トルクが出力されるよう内燃機関を制御し、目標トルクと推定した出力トルクとの差が所定値以上のときには内燃機関の吸入空気量に対して第１の関係より燃料噴射量が多くなる第２の関係を用いて得られる燃料噴射量を噴射して内燃機関から目標トルクが出力されるよう内燃機関を制御する。これにより、内燃機関をより適正な燃料噴射量によって運転することができる。

本発明の一実施例である内燃機関装置を搭載した自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 電子制御ユニット７０により実行されるエンジン運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 電子制御ユニット７０により実行される燃料噴射係数設定処理の一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例である内燃機関装置を搭載した自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト６０と後段軸６６とに接続されたダンパ６４と、後段軸６６と駆動輪６３ａ，６３ｂとに接続されたオートマチックトランスミッション６８と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。ここで、実施例の内燃機関装置としては、主として、エンジン２２と電子制御ユニット７０とが該当する。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図示するように、エアクリーナ２３により清浄された空気をスロットルバルブ２４を介して吸入する共に燃料噴射弁２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン３２の往復運動をクランクシャフト３３の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）を有する浄化装置３４を介して外気へ排出される。

電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートとを備える。電子制御ユニット７０には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト６０の回転位置を検出するクランクポジションセンサ４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ４２からの冷却水温Ｔｗ，スロットルバルブ２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ４６からのスロットル開度Ｔａ，吸気管に取り付けられたエアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ４９からの吸気温，浄化装置３４に取り付けられた触媒温度センサ３４ａからの触媒温度，空燃比センサ３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ３５ｂからの酸素信号，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ４４からのカムポジションなどが入力されている。また、電子制御ユニット７０からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁２６への駆動信号やスロットルバルブ２４のポジションを調節するスロットルモータ３６への駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイル３８への制御信号，吸気バルブ２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構４５への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、電子制御ユニット７０は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト６０の回転数即ちエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の各気筒に吸入される空気量としての気筒吸入空気量Ｑｃを演算したりしている。また、電子制御ユニット７０は、車両全体をコントロールするユニットとしても機能することから、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，オートマチックトランスミッション６８の現在の変速比Ｇｒなども入力ポートを介して入力されており、電子制御ユニット７０からは、オートマチックトランスミッション６８を制御するための各種制御信号などが出力ポートを介して出力されている。

次に、こうして構成された実施例の自動車２０の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット７０により実行されるエンジン運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。これらのルーチンは、電子制御ユニット７０によって所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

エンジン運転制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，オートマチックトランスミッション６８の現在の変速比Ｇｒ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，気筒吸入空気量Ｑｃ，燃料噴射係数τなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ４０からの信号に基づいて演算され、気筒吸入空気量Ｑｃはエアフローメータ４８からの信号とエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の各気筒に吸入される空気量として演算され、燃料噴射係数τは図３の燃料噴射係数設定処理によって設定され、それぞれＲＡＭ７６の所定のアドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。燃料噴射係数設定処理については、説明の都合上、後述する。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸６１に出力すべき要求トルクＴｄ＊を設定すると共に（ステップＳ１１０）、設定した要求トルクＴｄ＊をオートマチックトランスミッション６８の現在のギヤ比Ｇｒで除してエンジン２２から出力すべき目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。ここで、要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど大きくなる傾向に予め定められた関係を用いて設定するものとした。

次に、目標トルクＴｅ＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて目標スロットル開度Ｔａ＊を設定すると共に（ステップＳ１３０）、気筒吸入空気量Ｑｃに燃料噴射係数τを乗じて目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定し（ステップＳ１４０）、エンジン２２の回転数Ｎｅと気筒吸入空気量Ｑｃとに基づいて目標点火時期ｔｆ＊を設定し（ステップＳ１５０）、設定した目標スロットル開度Ｔａ＊と目標燃料噴射量Ｑｆ＊と目標点火時期ｔｆ＊とを用いてエンジン２２を運転制御して（ステップＳ１６０）、エンジン運転制御ルーチンを終了する。目標スロットル開度Ｔａ＊と目標点火時期ｔｆ＊と目標燃料噴射量Ｑｆ＊とを用いた制御としては、スロットル開度Ｔａが目標スロットル開度Ｔａ＊となるようスロットルモータ３６を駆動し、目標燃料噴射量Ｑｆ＊による燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁２６を駆動し、目標点火時期ｔｆ＊で対象気筒の点火が行なわれるようイグニッションコイル３８を駆動する。ここで、目標スロットル開度Ｔａ＊は、実施例では、エンジン２２から目標トルクＴｅ＊が出力されるよう目標トルクＴｅ＊が大きいほど大きい傾向で且つエンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど大きい傾向に予め定められた関係を用いて設定するものとした。また、目標点火時期ｔｆ＊は、実施例では、ノッキングを抑制すると共にエンジン２２が効率よく運転されるようエンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほど早い傾向に且つ気筒吸入空気量Ｑｃが大きいほど遅い傾向に予め定められた関係を用いて設定するものとした。さらに、目標燃料噴射量Ｑｆ＊は、燃料噴射係数τを用いて気筒吸入空気量Ｑｃに適した燃料噴射量となるよう設定するものとした。こうした制御により、駆動軸６１に要求トルクＴｄ＊を出力して走行することができる。

次に、エンジン運転時制御ルーチンで用いる燃料噴射係数τを設定する処理について説明する。燃料噴射係数τは、実施例では、所定時間毎（例えば、数十分毎）に実行される図３に例示する燃料噴射係数設定処理によって更新される。図３の燃料噴射係数設定処理では、まず、燃料噴射係数τに値τ１を設定し（ステップＳ２００）、所定時間ｔ１（例えば、数秒など）が経過するのを待つ（ステップＳ２１０）。ここで、値τ１としては、エンジン２２に供給される燃料が気化しやすい軽質のときにエンジン２２の空燃比が理論空燃比となる値などを用いることができる。このように燃料噴射係数τに値τ１が設定されると、上述した図２のエンジン運転制御ルーチンで燃料噴射係数τを用いてエンジン２２が運転されるから、燃料噴射係数設定処理が開始されたときには、まず、エンジン２２に供給される燃料が軽質のときの燃料噴射係数τによってエンジン２２が運転されることになる。

燃料噴射係数τに値τ１が設定されて所定時間ｔ１が経過すると（ステップＳ２１０）、車速センサ８８からの車速Ｖやオートマチックトランスミッション６８の現在の変速比Ｇｒ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，エンジン２２の目標トルクＴｅ＊を入力する（ステップＳ２２０）。エンジン２２の回転数Ｎｅの入力については、図２のエンジン運転制御ルーチンのステップＳ１００での入力と同様のものとした。また、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊は、図２のエンジン運転制御ルーチンのステップＳ１２０の処理で設定されてＲＡＭ７４の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。

続いて、駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸６１の回転数Ｎｄにオートマチックトランスミッション６８の変速比Ｇｒを乗じて後段軸６６の回転数Ｎｂを計算し（ステップＳ２３０）、エンジン２２の回転数Ｎｅと計算した後段軸６６の回転数Ｎｂとに基づいて次式（１）によりダンパ６４のねじれ角θを演算すると共に（ステップＳ２４０）、演算したねじれ角θにダンパ６４のバネ定数Ｋを乗じてエンジン２２から実際に出力されていると推定される推定出力トルクＴｅｅｓｔを計算する（ステップＳ２５０）。このようにダンパ６４のねじれ角θに基づいてエンジン２２の推定出力トルクＴｅｅｓｔを演算するのは、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト６０がダンパ６４を介して後段軸６６に接続されている場合、エンジン２２側から後段軸６６に作用するトルクは、基本的にダンパ６４のねじれに応じて後段軸６６に作用するトルクに相当することに基づく。なお、駆動軸６１の回転数Ｎｄは、車速Ｖに換算係数αを乗じること（Ｎｄ＝α・Ｖ）によって求めることができる。

θ=2π・∫(Ne-Nb)dt (1)

次に、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊から推定出力トルクＴｅｅｓｔを減じてトルク差ΔＴを計算し（ステップＳ２６０）、計算したトルク差ΔＴを正の所定値Ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ２７０）。ここで、所定値Ｔｒｅｆとしては、エンジン２２に供給されている燃料が軽質のときのトルク差ΔＴより大きく且つエンジン２２に供給されている燃料が重質のときのトルク差ΔＴより小さい正の値として予め実験などにより定められた値を用いることができる。いまは、燃料噴射係数τをエンジン２２に供給される燃料が軽質であるときの値τ１としてエンジン２２を所定時間ｔ１に亘って運転しているときを考えているから、実際にエンジン２２に供給される燃料が軽質であれば、推定出力トルクＴｅｅｓｔは目標トルクＴｅ＊近傍の値になると考えられる。一方、実際にエンジン２２に供給される燃料が気化しにくい重質であれば、噴射された燃料が吸気ポートや吸気バルブ１２８に多量に付着したり燃焼が不安定となるために、エンジン２２から目標とする出力が得られず、推定出力トルクＴｅｅｓｔは目標トルクＴｅ＊に対して小さくなると考えられる。したがって、ステップＳ２７０の処理は、トルク差ΔＴを所定値Ｔｒｅｆと比較することにより、エンジン２２に供給されている燃料が軽質であるか重質であるかを判定する処理となる。

トルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊と推定出力トルクＴｅｅｓｔとは略同一であり、実際にエンジン２２に供給されている燃料は軽質であると判断し、値τ１を燃料噴射係数τに設定して（ステップＳ２８０）、燃料噴射係数設定ルーチンを終了し、トルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ以上のときには、目標トルクＴｅ＊に対して推定出力トルクＴｅｅｓｔは小さく、実際にエンジン２２に供給されている燃料は重質であると判断し、値τ１より大きい値τ２を燃料噴射係数τに設定して（ステップＳ２９０）、燃料噴射係数設定ルーチンを終了する。こうして燃料噴射係数τが設定されると、設定された燃料噴射係数τを用いて図２のエンジン運転制御ルーチンでエンジン２２が運転制御される。ここで、値τ２としては、エンジン２２に供給される燃料が重質のときに、エンジン２２の空燃比が理論空燃比となる値など、予め定められた値τ１より大きい値を用いることができる。このようにエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と推定出力トルクＴｅｅｓｔとのトルク差ΔＴに基づいてエンジン２２に実際に供給されている燃料の性状を判定し、エンジン２２の燃料噴射係数τを設定することにより、エンジン２２をより適正な燃料噴射量によって運転制御することができる。

以上説明した実施例の自動車２０によれば、エンジン２２の回転数Ｎｅと後段軸６６の回転数Ｎｂとに基づいてダンパ６４のねじれ角θを演算すると共に演算したねじれ角θにダンパ２８のバネ定数Ｋを乗じてエンジン２２から実際に出力されていると推定される推定トルクＴｅｅｓｔを計算し、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊から推定出力トルクＴｅｅｓｔを減じたトルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ未満のときには、エンジン２２に供給されている燃料は軽質であると判断して燃料噴射係数τに値τ１を設定し、トルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ以上のときにはエンジン２２に供給されている燃料は重質であると判断して燃料噴射係数τに値τ１より大きい値τ２を設定し、設定した燃料噴射係数τを気筒吸入空気量Ｑｃに乗じてエンジン２２の目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定するから、ダンパ６４のねじれに基づいてエンジン２２に供給される燃料の性状を判定することができ、エンジン２２をより適正な燃料噴射量によって運転制御することができる。

実施例の自動車２０では、燃料噴射係数設定処理は、所定時間毎に実行されるものとしたが、時間の経過に拘わらず所定の条件が成立したときに実行するものとしてもよく、例えば、エンジン２２の始動が完了したときやエンジン２２がアイドル運転しているときに所定の条件が成立したとして燃料噴射係数設定処理を実行するものとしても構わない。

実施例の自動車２０では、燃料噴射係数設定処理を実行するときには、まず、燃料噴射係数τに値τ１を設定してエンジン２２を所定時間ｔ１に亘って運転するものとしたが、燃料噴射係数τに値τ２を設定してエンジン２２を所定時間ｔ１に亘って運転するものとしてもよい。この場合、実際にエンジン２２に供給されている燃料が重質であればトルク差ΔＴは略値０となり、実際にエンジン２２に供給されている燃料が軽質であればトルク差ΔＴは負の値となると考えられるから、トルク差ΔＴが負の所定値Ｔｒｅｆ２未満のときには燃料噴射係数τに値τ１を設定し、トルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ２以上のときには燃料噴射係数τ２に値τ２を設定するものとすればよい。ここで、所定値Ｔｒｅｆ２としては、エンジン２２に供給されている燃料が重質のときのトルク差ΔＴより小さく且つエンジン２２に供給されている燃料が軽質のときのトルク差ΔＴより大きい負の値として予め実験などにより定められた値を用いることができる。また、燃料噴射係数設定処理を実行するときに、現在設定されている燃料噴射係数τが値τ１のときには、トルク差ΔＴを正の所定値Ｔｒｅｆと比較し、現在設定されている燃料噴射係数τが値τ２のときにはトルク差ΔＴを負の所定値Ｔｒｅｆ２と比較することによって燃料噴射係数τを設定するものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊から推定出力トルクＴｅｅｓｔを減じたトルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ以上のときには、値τ１より大きい値τ２を燃料噴射係数τに設定すると共に気筒吸入空気量Ｑｃに燃料噴射係数τを乗じて目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定するものとしたが、トルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ以上のときには、気筒吸入空気量Ｑｃに対してトルク差ΔＴが所定値未満のときの関係より目標燃料噴射量Ｑｆ＊が大きくなる傾向の関係を用いて目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定するものとすればよく、例えば、トルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ以上のときには気筒吸入空気量Ｑｃに値τ１を乗じたものに所定値Ｑｆ１を加えて目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定するものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、エンジン２２に供給されている燃料の性状に応じてエンジン２２の燃料噴射係数τを設定するものとしたが、これに加えて、エンジン２２に供給されている燃料の性状に応じて目標スロットル開度Ｔａ＊や目標点火時期ｔｆ＊を変更するものとしても構わない。この場合、例えば、エンジン２２に供給されている燃料が重質のときには、エンジン２２からの出力が大きくなるように、エンジン２２に供給されている燃料が軽質のときに比して目標スロットル開度Ｔａ＊を大きくしたり目標点火時期ｔｆ＊を早くしたりするものとすることができる。

実施例の自動車２０では、駆動軸の回転数Ｎｄ（Ｎｄ＝α・Ｖ）にオートマチックトランスミッション６８の現在のギヤ比Ｇｒを乗じて後段軸６６の回転数Ｎｂを演算するものとしたが、後段軸６６にレゾルバを取り付けてレゾルバからの信号により計算されたものを入力してもよい。

実施例では、エンジン２２からの動力を用いて走行する自動車２０に適用して説明したが、エンジン２２を備える車両であればいかなる車両に適用してもよく、例えば、エンジン２２からの動力を遊星歯車機構を介して第１のモータにより受けとめて反力として駆動輪側に出力すると共に第２のモータからの動力を駆動輪側に入出力する車両に適用するものとしてもよい。また、こうした自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載されるものとしてもよいし、移動しない設備に組み込まれるものとしても構わない。さらに、内燃機関の制御方法の形態としても構わない。

ここで、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ダンパ６４が「ねじれ要素」に相当し、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、クランクシャフト６０のクランク角を検出するクランクポジションセンサ４０と検出されたクランク角に基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算する電子制御用ユニット７０とが「出力軸回転数検出手段」に相当し、車速Ｖを検出する車速センサ８８と検出された車速Ｖに換算係数αを乗じて計算された駆動軸６１の回転数Ｎｄにオートマチックトランスミッション６８の現在のギヤ比Ｇｒを乗じて後段軸６６の回転数Ｎｂを演算する図３の燃料噴射係数設定処理のステップＳ２３０の処理を実行する電子制御ユニット７０とが「後段軸回転数検出手段」に相当し、エンジン２２の回転数Ｎｅと後段軸６６の回転数Ｎｂとに基づいて上述した式（１）によりダンパ６４のねじれ角θを演算する図３の燃料噴射係数設定処理のステップＳ２４０の処理を実行する電子制御ユニット７０が「ねじれ角演算手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃに基づいて設定される要求トルクＴｒ＊をオートマチックトランスミッション６８の現在のギヤ比Ｇｒで除してエンジン２２から出力すべき目標トルクＴｅ＊を設定する図２のエンジン運転制御ルーチンのステップＳ１２０の処理を実行する電子制御ユニット７０が「目標トルク設定手段」に相当し、ねじれ角θにダンパ６６のバネ定数Ｋを乗じてエンジン２２から実際に出力されていると推定される推定出力トルクＴｅｅｓｔを設定する図３の燃料噴射係数設定処理のステップＳ２５０の処理を実行する電子制御ユニット７０が「出力トルク推定手段」に相当し、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊から推定出力トルクＴｅｅｓｔを減じたトルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ未満のときには燃料噴射係数τに値τ１を設定し、トルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ以上のときには燃料噴射係数τに値τ１より大きい値τ２を設定する図３の燃料噴射係数設定処理のステップＳ２４０〜Ｓ２７０の処理と、設定した燃料噴射係数τを気筒吸入空気量Ｑｃに乗じた目標燃料噴射量Ｑｆ＊による燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁２６を駆動する図２のエンジン運転制御ルーチンのステップＳ１４０，Ｓ１６０の処理とを実行する電子制御用ユニット７０が「制御手段」に相当する。

ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続されたものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「出力軸回転数検出手段」としては、クランクシャフト２６のクランクポジションを検出すると共に検出したクランクポジションに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算するものに限定されるものではなく、出力軸の回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「後段軸回転数検出手段」としては、車速Ｖに換算係数αとオートマチックトランスミッション６８の現在のギヤ比とを乗じて後段軸６６の回転数Ｎｂを演算するものに限定されるものではなく、後段軸の回転数を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「ねじれ角演算手段」としては、エンジン２２の回転数Ｎｅと後段軸６６の回転数Ｎｂとに基づいて上述した式（１）によりダンパ６４のねじれ角θを演算するものに限定されるものではなく、検出された出力軸の回転数と検出された後段軸の回転数との差に基づいてねじれ要素のねじれ角を演算するものであれば如何なるものとしても構わない。「目標トルク設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃに基づいて設定される要求トルクＴｒ＊をオートマチックトランスミッション６８の現在のギヤ比Ｇｒで除してエンジン２２から出力すべき目標トルクＴｅ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて目標トルクを設定するものやエンジン２２の効率のよい運転ポイントとして設定するものなど内燃機関から出力すべき目標トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「出力トルク推定手段」としては、ねじれ角θにダンパ６６のバネ定数Ｋを乗じてエンジン２２から実際に出力されていると推定される推定出力トルクＴｅｅｓｔを設定するものに限定されるものではなく、演算されたねじれ角とねじれ要素のバネ定数とに基づいて内燃機関から出力されている出力トルクを推定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊から推定出力トルクＴｅｅｓｔを減じたトルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ未満のときには燃料噴射係数τに値τ１を設定し、トルク差ΔＴが所定値Ｔｒｅｆ以上のときには燃料噴射係数τに値τ１より大きい値τ２を設定し、設定した燃料噴射係数τを気筒吸入空気量Ｑｃに乗じた目標燃料噴射量Ｑｆ＊による燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁２６を駆動するものに限定されるものではなく、設定された目標トルクと推定された出力トルクとの差が所定値未満のときには内燃機関の吸入空気量に対して第１の関係を用いて得られる燃料噴射量が噴射されて内燃機関から目標トルクが出力されるよう内燃機関を制御し、設定された目標トルクと推定された出力トルクとの差が所定値以上のときには内燃機関の吸入空気量に対して第１の関係より燃料噴射量が多くなる第２の関係を用いて得られる燃料噴射量が噴射されて内燃機関から目標トルクが出力されるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、内燃機関装置や車両の製造産業などに利用可能である。

２０ 自動車、２２ エンジン、２３ エアクリーナ、２４ スロットルバルブ、２６ 燃料噴射弁、２８ 吸気バルブ、３０ 点火プラグ、３２ ピストン、３４ 浄化装置、３５ａ 空燃比センサ、３５ｂ 酸素センサ、３６，スロットルモータ、３８ イグニッションコイル、４０ クランクポジションセンサ、４２ 水温センサ、４３ 圧力センサ、４４ カムポジションセンサ、４６ スロットルバルブポジションセンサ、４８ エアフローメータ、４９ 温度センサ、５０ 可変バルブタイミング機構、６０ クランクシャフト、６１ 駆動軸、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６６ 後段軸、６８ オートマチックトランスミッション、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ。

Claims (3)

1. 出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された内燃機関を備える内燃機関装置であって、
   前記出力軸の回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
   前記後段軸の回転数を検出する後段軸回転数検出手段と、
   前記検出された出力軸の回転数と前記検出された後段軸の回転数との差に基づいて前記ねじれ要素のねじれ角を演算するねじれ角演算手段と、
   前記内燃機関から出力すべき目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
   前記演算されたねじれ角と前記ねじれ要素のバネ定数とに基づいて前記内燃機関から出力されている出力トルクを推定する出力トルク推定手段と、
   前記設定された目標トルクと前記推定された出力トルクとの差が所定値未満のときには前記内燃機関の吸入空気量に対して第１の関係を用いて得られる燃料噴射量が噴射されて該内燃機関から前記設定された目標トルクが出力されるよう前記内燃機関を制御し、前記設定された目標トルクと前記推定された出力トルクとの差が前記所定値以上のときには前記内燃機関の吸入空気量に対して前記第１の関係より燃料噴射量が多くなる第２の関係を用いて得られる燃料噴射量を噴射して該内燃機関から前記設定された目標トルクが出力されるよう前記内燃機関を制御する制御手段と、
   を備える内燃機関装置。
2. 請求項１記載の内燃機関装置を搭載し、車軸が前記後段軸に連結されてなる車両。
3. 出力軸がねじれ要素を介して後段の後段軸に接続された内燃機関の制御方法であって、
   （ａ）前記出力軸の回転数と前記後段軸の回転数との差に基づいて演算された前記ねじれ要素のねじれ角と該ねじれ要素のバネ定数とに基づいて前記内燃機関から出力されている出力トルクを推定し、
   （ｂ）前記内燃機関から出力すべき目標トルクと前記推定した出力トルクとの差が所定値未満のときには前記内燃機関の吸入空気量に対して第１の関係を用いて得られる燃料噴射量が噴射されて該内燃機関から前記目標トルクが出力されるよう前記内燃機関を制御し、前記目標トルクと前記推定した出力トルクとの差が所定値以上のときには前記内燃機関の吸入空気量に対して前記第１の関係より燃料噴射量が多くなる第２の関係を用いて得られる燃料噴射量を噴射して該内燃機関から前記目標トルクが出力されるよう前記内燃機関を制御する、
   内燃機関の制御方法。

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