JP2011043097A - 車両用エンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ブレーキブースタの作動状況に拠らずエンジン挙動を安定化させることが出来るようにする。
【解決手段】 燃料噴射手段２３を有し車両１０に用いられるエンジン１２と、車両１０に設けられたブレーキ装置３５と、吸気通路３１に接続され吸気通路３１内の負圧によりブレーキ装置３５の動作をアシストするブレーキブースタ３２と、ブースタ圧ＰBBの変化量ΔＰBBを演算するブースタ圧変化量演算手段５２と、ブースタ圧変化量ΔＰBBに基づきブレーキブースタ３２の作動に起因するエンジン１２のトルクの外乱量ΔＴＱを演算するトルク外乱量演算手段５４，６８と、トルク外乱量ΔＴＱを加味してエンジン１２の目標トルクＴＱtを設定する目標トルク設定手段５５，７０，９１とを備えて構成する。
【選択図】図１
【解決手段】 燃料噴射手段２３を有し車両１０に用いられるエンジン１２と、車両１０に設けられたブレーキ装置３５と、吸気通路３１に接続され吸気通路３１内の負圧によりブレーキ装置３５の動作をアシストするブレーキブースタ３２と、ブースタ圧ＰBBの変化量ΔＰBBを演算するブースタ圧変化量演算手段５２と、ブースタ圧変化量ΔＰBBに基づきブレーキブースタ３２の作動に起因するエンジン１２のトルクの外乱量ΔＴＱを演算するトルク外乱量演算手段５４，６８と、トルク外乱量ΔＴＱを加味してエンジン１２の目標トルクＴＱtを設定する目標トルク設定手段５５，７０，９１とを備えて構成する。
【選択図】図１
Description
本発明は、車両用エンジンの制御装置に関するものである。
従来より、ブレーキペダルの踏み込みに応じ、エンジンの吸気系で生じた負圧を利用して、制動力を高めるブレーキブースタが知られている。一般的に、このようなブレーキブースタは真空式と呼ばれるものである。
しかしながら、この真空式ブレーキブースタでは、エンジンの吸気系における負圧を利用しているが故に、制動力を発生させる毎に、エンジン吸気量を変化させてしまうという課題がある。
しかしながら、この真空式ブレーキブースタでは、エンジンの吸気系における負圧を利用しているが故に、制動力を発生させる毎に、エンジン吸気量を変化させてしまうという課題がある。
つまり、ブレーキブースタから吸気系へ不規則的に流入する空気により、吸気は突発的にリーン化またはリッチ化してしまうのである。
なお、このような外乱が生じた際における燃料噴射量の制御に関する技術を示す文献としては、例えば、以下の特許文献１が挙げられる。
この特許文献１の技術においては、ブレーキペダルの踏み込み速度が所定の判定値を超えると、アイドル・スピード・コントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）のフィードバック制御をキャンセルするようになっている。さらに、この特許文献１の技術においては、ＩＳＣバルブのフィードバック制御がキャンセルされた後、ブレーキペダルの踏み込み速度が所定の判定値未満である状態がある程度の期間継続した場合には、ＩＳＣバルブのフィードバック制御を復帰させるようになっている。
なお、このような外乱が生じた際における燃料噴射量の制御に関する技術を示す文献としては、例えば、以下の特許文献１が挙げられる。
この特許文献１の技術においては、ブレーキペダルの踏み込み速度が所定の判定値を超えると、アイドル・スピード・コントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）のフィードバック制御をキャンセルするようになっている。さらに、この特許文献１の技術においては、ＩＳＣバルブのフィードバック制御がキャンセルされた後、ブレーキペダルの踏み込み速度が所定の判定値未満である状態がある程度の期間継続した場合には、ＩＳＣバルブのフィードバック制御を復帰させるようになっている。
しかしながら、この特許文献１の技術では、ＩＳＣバルブのフィードバック制御をキャンセルしている間は、エンジン負荷が変化した際にエンジン回転速度が上昇または低下してしまい、エンジンの運転が不安定になり、状況によってはエンジンがストールする場合もある。
つまり、車両ユーザによる高いニーズを満たすためには、エンジンの挙動をより安定化することが求められている。
つまり、車両ユーザによる高いニーズを満たすためには、エンジンの挙動をより安定化することが求められている。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、ブレーキブースタの作動状況に拠らずエンジン挙動を安定化させることが出来る、車両用エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の車両用エンジンの制御装置（請求項１）は、燃料噴射手段を有し車両に用いられるエンジンと、該車両に設けられたブレーキ装置と、該エンジンの吸気通路に接続され該吸気通路内の負圧により該ブレーキ装置の動作をアシストするブレーキブースタと、該ブレーキブースタ内における圧力であるブースタ圧の変化量を演算するブースタ圧変化量演算手段と、該ブースタ圧変化量演算手段によって演算された該ブースタ圧変化量に基づき該ブレーキブースタの作動に起因する該エンジンのトルクの外乱量を演算するトルク外乱量演算手段と、該トルク外乱量演算手段により演算された該トルク外乱量を加味して該エンジンの目標トルクを設定する目標トルク設定手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明の車両用エンジンの制御装置（請求項２）は、請求項１記載の内容において、該エンジンに求められる出力トルクである要求トルクに基づいて、該エンジンの充填効率の基本値である基本充填効率を演算する基本充填効率演算手段をさらに備え、該トルク外乱量演算手段は、該ブースタ圧変化量演算手段によって演算された該ブースタ圧変化量に基づき該エンジンの充填効率の変化量を該トルク外乱量を示す指標として演算し、該目標トルク設定手段は、該基本充填効率演算手段によって演算された該基本充填効率と、該トルク外乱量演算手段によって演算された該充填効率変化量とに基づき目標充填効率を該エンジンの該目標トルクを示す指標として演算することを特徴としている。
上記目的を達成するため、本発明の車両用エンジンの制御装置（請求項３）は、請求項２記載の内容において、該エンジンの吸気流量を調整するスロットルバルブと、該目標トルク設定手段によって演算された該目標充填効率に基づいて該エンジンの目標吸気量を演算する目標吸気量演算手段と、該目標吸気量演算手段により演算された該目標吸気量に基づいて該スロットルバルブの目標開度を設定する目標開度設定手段とを備えることを特徴としている。
上記目的を達成するため、本発明の車両用エンジンの制御装置（請求項４）は、請求項１記載の内容において、該エンジンの吸気流量を検出する吸気流量検出手段と、該エンジンの回転速度を演算するエンジン回転速度演算手段と、該ブースタ圧変化量演算手段によって演算された該ブースタ圧変化量に基づき該エンジンの充填効率の変化量を演算する充填効率変化量演算手段と、該吸気流量検出手段によって検出された該吸気流量に基づいて、該エンジンの充填効率の基本値である基本充填効率を演算する基本充填効率演算手段と、該基本充填効率演算手段によって演算された該基本充填効率と、該充填効率変化量演算手段によって演算された該充填効率変化量とに基づき該エンジンの実充填効率を演算する実充填効率演算手段と、該エンジン回転速度演算手段によって演算された該エンジン回転速度と該実充填効率演算手段によって演算された該実充填効率とに基づいて該エンジンの実トルクを演算する実トルク演算手段と、該エンジン回転速度演算手段によって演算された該エンジン回転速度と該基本充填効率演算手段によって演算された該基本充填効率とに基づいて該エンジンの基本トルクを演算する基本トルク演算手段とを備え、該トルク外乱量演算手段は、該実トルク演算手段によって演算された該実トルクと該基本トルク演算手段によって演算された該基本トルクとの偏差量を該トルク外乱量として演算することを特徴としている。
上記目的を達成するため、本発明の車両用エンジンの制御装置（請求項５）は、請求項４記載の内容において、該目標トルク設定手段は、該エンジンに求められる出力トルクである要求トルクと該トルク外乱量演算手段により演算された該トルク外乱量とに基づいて該目標トルクを設定することを特徴としている。
上記目的を達成するため、本発明の車両用エンジンの制御装置（請求項６）は、請求項４記載の内容において、該エンジンに設けられた点火プラグと、該エンジン回転速度演算手段により演算されたエンジン回転速度と該基本充填効率演算手段によって演算された該基本充填効率とに基づき該点火プラグの基本点火時期を演算する基本点火時期演算手段と該実充填効率演算手段により演算された該実充填効率と該トルク外乱量演算手段によって演算された該トルク外乱量とに基づき該点火プラグの点火時期の補正量を演算する点火時期補正量演算手段とを備え、該目標トルク設定手段は、該基本点火時期演算手段によって演算された該基本点火時期と該点火時期補正量演算手段によって演算された該点火時期補正量とに基づき目標点火時期を該エンジンの該目標トルクを示す指標として演算することを特徴としている。
上記目的を達成するため、本発明の車両用エンジンの制御装置（請求項６）は、請求項４記載の内容において、該エンジンに設けられた点火プラグと、該エンジン回転速度演算手段により演算されたエンジン回転速度と該基本充填効率演算手段によって演算された該基本充填効率とに基づき該点火プラグの基本点火時期を演算する基本点火時期演算手段と該実充填効率演算手段により演算された該実充填効率と該トルク外乱量演算手段によって演算された該トルク外乱量とに基づき該点火プラグの点火時期の補正量を演算する点火時期補正量演算手段とを備え、該目標トルク設定手段は、該基本点火時期演算手段によって演算された該基本点火時期と該点火時期補正量演算手段によって演算された該点火時期補正量とに基づき目標点火時期を該エンジンの該目標トルクを示す指標として演算することを特徴としている。
本発明の車両用エンジンの制御装置によれば、ブレーキブースタの作動状況に拠らず、エンジン挙動を安定化させることが出来る。（請求項１）
また、エンジンの充填効率を、エンジンのトルクを示す指標として用いることが出来る。（請求項２）
また、スロットルバルブの目標開度を設定することで、エンジンのトルクを直接的に制御し、素早くエンジン挙動を安定させることが出来る。（請求項３）
また、実充填効率およびエンジン回転速度に基づいて得られた実トルクと、基本充填効率およびエンジン回転速度に基づいて得られた基本トルクとの偏差量を、トルク外乱量として得ることが出来る。（請求項４）
また、トルク外乱量を加味してエンジンの目標トルクを設定することで、より高い精度でエンジンを制御することが出来る。（請求項５）
また、エンジンのトルクを制御するパラメータとして、点火時期を用いることで、エンジンのトルク制御を素早く且つ正確に行なうことが出来る。（請求項６）
また、エンジンの充填効率を、エンジンのトルクを示す指標として用いることが出来る。（請求項２）
また、スロットルバルブの目標開度を設定することで、エンジンのトルクを直接的に制御し、素早くエンジン挙動を安定させることが出来る。（請求項３）
また、実充填効率およびエンジン回転速度に基づいて得られた実トルクと、基本充填効率およびエンジン回転速度に基づいて得られた基本トルクとの偏差量を、トルク外乱量として得ることが出来る。（請求項４）
また、トルク外乱量を加味してエンジンの目標トルクを設定することで、より高い精度でエンジンを制御することが出来る。（請求項５）
また、エンジンのトルクを制御するパラメータとして、点火時期を用いることで、エンジンのトルク制御を素早く且つ正確に行なうことが出来る。（請求項６）
図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、車両１０のエンジンルーム１１には、主にシリンダブロック１３とシリンダヘッド１４とから成るエンジン１２が設けられている。なお、このエンジン１２は、アルコールとガソリンとを混合した燃料（以下、混合燃料という）を主燃料としている。したがって、この車両１０は、ＦＦＶ(Flexible Fuel Vehicle)とも呼ばれるものである。
図１に示すように、車両１０のエンジンルーム１１には、主にシリンダブロック１３とシリンダヘッド１４とから成るエンジン１２が設けられている。なお、このエンジン１２は、アルコールとガソリンとを混合した燃料（以下、混合燃料という）を主燃料としている。したがって、この車両１０は、ＦＦＶ(Flexible Fuel Vehicle)とも呼ばれるものである。
エンジン１２のシリンダブロック１３の底部には、エンジンオイル４０を溜めるオイルパン４１が設けられている。
シリンダヘッド１４には、シリンダ２０の燃焼室１７にその先端が突出した点火プラグ３０が設けられている。
また、シリンダヘッド１４には、燃焼室１７に連通する吸気ポート１５および排気ポート１６が形成されている。
シリンダヘッド１４には、シリンダ２０の燃焼室１７にその先端が突出した点火プラグ３０が設けられている。
また、シリンダヘッド１４には、燃焼室１７に連通する吸気ポート１５および排気ポート１６が形成されている。
吸気ポート１５と燃焼室１７との間には吸気バルブ１８が設けられている。
排気ポート１６と燃焼室１７との間には排気バルブ１９が設けられている。
吸気ポート１５には吸気マニホールド（吸気通路）２１が接続され、排気ポート１６には排気マニホールド２２が接続されている。また、この排気マニホールド２２の下流には前段触媒４３および後段触媒（図示略）が接続されている。
排気ポート１６と燃焼室１７との間には排気バルブ１９が設けられている。
吸気ポート１５には吸気マニホールド（吸気通路）２１が接続され、排気ポート１６には排気マニホールド２２が接続されている。また、この排気マニホールド２２の下流には前段触媒４３および後段触媒（図示略）が接続されている。
また、吸気ポート１５にはインジェクタ（燃料噴射手段）２３が設けられ、吸気ポート１５内に混合燃料を噴射することが出来るようになっている。
また、吸気マニホールド２１の上流端には、スロットルバルブ２４を有するスロットルボディ２５が接続されている。さらに、このスロットルボディ２５の上流端には、エアフィルタ２６が設けられた吸気導入路２７が接続されている。
また、吸気マニホールド２１の上流端には、スロットルバルブ２４を有するスロットルボディ２５が接続されている。さらに、このスロットルボディ２５の上流端には、エアフィルタ２６が設けられた吸気導入路２７が接続されている。
また、吸気導入路２７内にはエアフローセンサ２８が設けられている。このエアフローセンサ２８は、エアフィルタ２６によってろ過された後にスロットルバルブ２４を通過する新気の流量（以下、スロットル通過流量）ＱINmを検出するものである。なお、このエアフローセンサ２８による検出結果ＱINmは、後述するＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０によって読み込まれるようになっている。
スロットルバルブ２４は、その開度θTHを変更することで、スロットル通過流量ＱINmを変更するものである。なお、このスロットルバルブ２４は図示しないモータアクチュエータによって駆動される、いわゆる、電子制御式スロットルバルブである。また、スロットルバルブ２４の実開度θTHaは、スロットルボディ２５に設けられたスロットルバルブ開度センサ２９によって検出されるようになっている。なお、このスロットルバルブ開度センサ２９による検出結果θTHaも、ＥＣＵ５０によって読み込まれるようになっている。
吸気マニホールド２１に形成されたサージタンク３１と、詳しくは後述するブレーキブースタ３２とは、ブースタホース３３により接続されている。
また、この吸気マニホールド２１には、サージタンク３１内の気圧を吸気マニホールド圧（エンジン吸気圧）ＰIMとして検出する吸気マニホールド圧センサ（吸気圧検出手段）３９が設けられている。なお、この吸気マニホールド圧センサ３９の検出結果ＰIMはＥＣＵ５０によって読み込まれるようになっている。
また、この吸気マニホールド２１には、サージタンク３１内の気圧を吸気マニホールド圧（エンジン吸気圧）ＰIMとして検出する吸気マニホールド圧センサ（吸気圧検出手段）３９が設けられている。なお、この吸気マニホールド圧センサ３９の検出結果ＰIMはＥＣＵ５０によって読み込まれるようになっている。
また、このエンジン１２には、クランク角度センサ３４が設けられている。このクランク角度センサ３４は、クランクシャフト４２の角度θCRを検出するものである。なお、このクランク角度センサ３４による検出結果θCRは、ＥＣＵ５０によって読み込まれるようになっている。
また、この車両１０には、アクセルペダル（図示略）がドライバによって踏み込まれた量をアクセルペダル踏込量ＡCCとして検出する、図示しないアクセルペダルポジションセンサが設けられている。なお、このアクセルペダルポジションセンサによる検出結果ＡCCも、ＥＣＵ５０によって読み込まれるようになっている。
また、この車両１０には、アクセルペダル（図示略）がドライバによって踏み込まれた量をアクセルペダル踏込量ＡCCとして検出する、図示しないアクセルペダルポジションセンサが設けられている。なお、このアクセルペダルポジションセンサによる検出結果ＡCCも、ＥＣＵ５０によって読み込まれるようになっている。
そして、図２に示すように、この車両１０にはブレーキブースタ３２が設けられている。なお、図２におけるブレーキペダル３５はドライバ（図示略）によって踏込まれた状態を示す。
この図２に示すように、このブレーキブースタ３２内にはブースタシリンダ３６が形成され、このブースタシリンダ３６内にはパワーピストン３７が設けられている。そして、このパワーピストン３７には、ブレーキペダル（ブレーキ装置）３５と接続されたオペレーティングロッド３８が接続されている。
この図２に示すように、このブレーキブースタ３２内にはブースタシリンダ３６が形成され、このブースタシリンダ３６内にはパワーピストン３７が設けられている。そして、このパワーピストン３７には、ブレーキペダル（ブレーキ装置）３５と接続されたオペレーティングロッド３８が接続されている。
また、ブースタシリンダ３６内は、パワーピストン３７により第１負圧室４５および第２負圧室４６に区切られている。なお、第１負圧室４５はパワーピストン３７よりも車両１０の前側に形成されたブースタシリンダ３６の一部分である。また、第２負圧室４６はパワーピストン３７よりも車室内側（車両後側）に形成されたブースタシリンダ３６の一部分である。
第２負圧室４６は、ブースタホース３３に対して空気管路３２ａ，３２ｂを介して接続されるとともに、空気管路３２ｃを介して大気導入口４８と接続されているが、これらの空気管路３２ａと空気通路３２ｂとの間、および、大気導入口４８と空気管路３２ｃとの間には、切換バルブ４７が設けられている。
第２負圧室４６は、ブースタホース３３に対して空気管路３２ａ，３２ｂを介して接続されるとともに、空気管路３２ｃを介して大気導入口４８と接続されているが、これらの空気管路３２ａと空気通路３２ｂとの間、および、大気導入口４８と空気管路３２ｃとの間には、切換バルブ４７が設けられている。
この切換バルブ４７には切換ピストン４７ａが設けられている。
この切換ピストン４７ａは、ドライバによりブレーキペダル３５が踏込まれた際、ブースタホース３３を介して連通されていた第２負圧室４６とサージタンク３１とを遮断するとともに、第２負圧室４６と大気導入口４８とを連通させることで第２負圧室４６を大気開放するものである。
この切換ピストン４７ａは、ドライバによりブレーキペダル３５が踏込まれた際、ブースタホース３３を介して連通されていた第２負圧室４６とサージタンク３１とを遮断するとともに、第２負圧室４６と大気導入口４８とを連通させることで第２負圧室４６を大気開放するものである。
一方、第１負圧室４５とブースタホース３３とは空気管路３２ｄを介して接続されており、ブースタホース３３と第１負圧室４５との間には切換バルブ４７のようなバルブは設けられていない。このため、ドライバによるブレーキペダル３５の踏込みの有無に関わらず、第１負圧室４５内の気圧は、吸気マニホールド２１のサージタンク３１内の気圧と等しくなっている。
したがって、ブレーキペダル３５が踏込まれると、第１負圧室４５と第２負圧室４６との間で圧力差が生じ、これにより、パワーピストン３７が車両１０の前側（図２中左方向）へ変位することで、オペレーティングロッド３８を車両１０の前方へ引き込む力（いわゆる、ブレーキアシスト力）が生じるようになっている。
つまり、ブレーキブースタ３２が作動してブレーキアシスト力が生じると、回転軸３５ａを中心にブレーキペダル３５の下端部３５ｂ側が車両１０の前方へ引き込まれ、ドライバによるブレーキペダル３５の踏込みが補助されるようになっているのである。
つまり、ブレーキブースタ３２が作動してブレーキアシスト力が生じると、回転軸３５ａを中心にブレーキペダル３５の下端部３５ｂ側が車両１０の前方へ引き込まれ、ドライバによるブレーキペダル３５の踏込みが補助されるようになっているのである。
しかしながら、パワーピストン３７が車両１０の前側に変位し、第１負圧室４５の容積が小さくなった場合には、第１負圧室４５内に存する空気がブースタホース３３を介してサージタンク３１に流入することとなる。なお、第１負圧室４５とブースタホース３３との間の空気管路３２ｄにはチェックバルブ４４が設けられている。このチェックバルブ４４は、第１負圧室４５からサージタンク３１へ向けて空気が流れることは許容するものの、逆方向、即ち、サージタンク３１から第１負圧室４５へ向けて空気が流れることは禁止する逆止弁である。
ここで、第１負圧室４５からサージタンク３１へ流出する空気の量をブースタ流出流量ＱINsという。
したがって、サージタンク３１からエンジン１２の燃焼室１７に向けて流れる吸気流量ＱINは、理論上、スロットルバルブ２４を通過するスロットル通過流量ＱINｍと、上記のブースタ流出流量ＱINsとの加算値と等しくなるようになっている。
したがって、サージタンク３１からエンジン１２の燃焼室１７に向けて流れる吸気流量ＱINは、理論上、スロットルバルブ２４を通過するスロットル通過流量ＱINｍと、上記のブースタ流出流量ＱINsとの加算値と等しくなるようになっている。
また、このブースタシリンダ３６内に形成された第１負圧室４５の気圧（即ち、ブースタ圧）ＰBBは、ブースタ圧センサ（ブースタ圧検出手段）４９により検出されるようになっている。なお、ブースタ圧センサ４９による検出結果ＰBBは、ＥＣＵ５０により読み込まれるようになっている。
そして、この車両１０には、ＥＣＵ５０が設けられている。このＥＣＵ５０は、いずれも図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)，メモリおよびインタフェースを有する電子制御ユニットである。
そして、この車両１０には、ＥＣＵ５０が設けられている。このＥＣＵ５０は、いずれも図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)，メモリおよびインタフェースを有する電子制御ユニットである。
このＥＣＵ５０のメモリには、いずれもソフトウェアとして、エンジン回転速度演算部（エンジン回転速度演算手段）５１，ブースタ圧変化量演算部（ブースタ圧変化量演算手段）５２，基本充填効率演算部（基本充填効率演算手段）５３，トルク外乱量演算部（トルク外乱量演算手段）５４が記録されている。
また、このＥＣＵ５０のメモリには、目標トルク設定部（目標トルク設定手段）５５，目標スロットル通過流量演算部（目標吸気量演算手段）５６，目標開度設定部（目標開度設定手段）５７およびスロットルバルブ制御部５８が記録されている。
また、このＥＣＵ５０のメモリには、目標トルク設定部（目標トルク設定手段）５５，目標スロットル通過流量演算部（目標吸気量演算手段）５６，目標開度設定部（目標開度設定手段）５７およびスロットルバルブ制御部５８が記録されている。
これらのうち、エンジン回転速度演算部５１は、クランク角度センサ３４によって検出されたクランクシャフト角度θCRの単位時間当たりの変化量として、エンジン１２の回転速度Ｎeを演算するものである。
ブースタ圧変化量演算部５２は、吸気行程期間毎に、ブレーキブースタ３２の第１負圧室４５内における気圧であるブースタ圧ＰBBが変化する量（ブースタ圧変化量）ΔＰBBを演算するものである。なお、本実施形態におけるエンジン１２は、１サイクルが４ストロークであり、且つ、４つのシリンダ２０を有する４気筒エンジンである。つまり、クランクシャフト４２が１８０度回転する毎にいずれかのシリンダ２０が吸気行程中であるということになる。したがって、このブースタ圧変化量演算部５２は、クランク角度センサ３４から読込まれたクランクシャフト角度θCR基づき、クランクシャフト４２が１８０度回転する毎にブースタ圧変化量ΔＰBBを演算するようになっている。なお、このブースタ圧変化量ΔＰBBは、ブースタ圧ＰBBの前回検出値ＰBB(n-1)と今回検出値ＰBB(n)との偏差量として求められるものである。
ブースタ圧変化量演算部５２は、吸気行程期間毎に、ブレーキブースタ３２の第１負圧室４５内における気圧であるブースタ圧ＰBBが変化する量（ブースタ圧変化量）ΔＰBBを演算するものである。なお、本実施形態におけるエンジン１２は、１サイクルが４ストロークであり、且つ、４つのシリンダ２０を有する４気筒エンジンである。つまり、クランクシャフト４２が１８０度回転する毎にいずれかのシリンダ２０が吸気行程中であるということになる。したがって、このブースタ圧変化量演算部５２は、クランク角度センサ３４から読込まれたクランクシャフト角度θCR基づき、クランクシャフト４２が１８０度回転する毎にブースタ圧変化量ΔＰBBを演算するようになっている。なお、このブースタ圧変化量ΔＰBBは、ブースタ圧ＰBBの前回検出値ＰBB(n-1)と今回検出値ＰBB(n)との偏差量として求められるものである。
基本充填効率演算部５３は、アクセルポジションセンサによって検出されたアクセルペダル開度ＡCCと、エンジン回転速度演算部５１によって演算されたエンジン回転速度Ｎeとに基づいて、ドライバが要求しているエンジン１２の出力トルク、即ち、要求トルクＴＱREQを演算し、この要求トルクＴＱREQを充填効率ＥＣとして変換することで、エンジン１２の充填効率ＥＣの基本的な値である基本充填効率ＥＣiを演算するものである。
トルク外乱量演算部５４は、以下の式（１）に示すように、ブースタ圧変化量演算部５２によって演算されたブースタ圧変化量ΔＰBBに対してゲインαを乗算することで、ブレーキブースタ３２が作動することによって生じるエンジン１２のトルクＴＱの外乱量ΔＴＱを示す指標として、エンジン１２の充填効率ＥＣの変化量ΔＥＣを演算するものである。
ΔＥＣ ＝ α × ΔＰBB ・・・（１）
なお、このゲインαは、ブレーキブースタ３２の第１負圧室４５の容積に応じて設定された値であって、ＥＣＵ５０のメモリに記録されている。
目標トルク設定部５５は、以下の式（２）に示すように、基本充填効率演算部５３によって演算された基本充填効率ＥＣiから、トルク外乱量演算部５４によって演算された充填効率変化量ΔＥＣを減算する、エンジン１２の目標トルクＴＱtを示す指標である目標充填効率ＥＣtを演算するものである。
なお、このゲインαは、ブレーキブースタ３２の第１負圧室４５の容積に応じて設定された値であって、ＥＣＵ５０のメモリに記録されている。
目標トルク設定部５５は、以下の式（２）に示すように、基本充填効率演算部５３によって演算された基本充填効率ＥＣiから、トルク外乱量演算部５４によって演算された充填効率変化量ΔＥＣを減算する、エンジン１２の目標トルクＴＱtを示す指標である目標充填効率ＥＣtを演算するものである。
ＥＣt ＝ ＥＣi − ΔＥＣ ・・・（２）
目標スロットル通過流量演算部５６は、目標トルク設定部５５によって演算された目標充填効率ＥＣtに基づいて、スロットルバルブ２４を通過すべきスロットル通過流量ＱINm、即ち、エンジン１２の目標スロットル通過流量ＱINmtを演算するものである。
目標開度設定部５７は、目標スロットル通過流量演算部５６により演算された目標スロットル通過流量ＱINmtに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開口面積ＡTHを演算し、この演算で得られた目標開口面積ＡTHに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開度θTHtを設定するものである。
目標スロットル通過流量演算部５６は、目標トルク設定部５５によって演算された目標充填効率ＥＣtに基づいて、スロットルバルブ２４を通過すべきスロットル通過流量ＱINm、即ち、エンジン１２の目標スロットル通過流量ＱINmtを演算するものである。
目標開度設定部５７は、目標スロットル通過流量演算部５６により演算された目標スロットル通過流量ＱINmtに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開口面積ＡTHを演算し、この演算で得られた目標開口面積ＡTHに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開度θTHtを設定するものである。
スロットルバルブ制御部５８は、目標開度設定部５７によって設定された目標開度θTHtを示す制御信号を、スロットルバルブ２４を駆動するモータアクチュエータに送信することで、スロットルバルブ２４を制御するものである。
本発明の第１実施形態に係る車両用エンジンの制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
本発明の第１実施形態に係る車両用エンジンの制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
図３のフローチャートに示すように、ＥＣＵ５０が、吸気マニホールド圧センサ３９から吸気マニホールド圧ＰIMを読み込み、クランク角度センサ３４からクランクシャフト角度θCRを読み込む。また、このＥＣＵ５０は、エアフローセンサ２８からスロットル通過流量ＱINmを読み込み、スロットルバルブ開度センサ２９からスロットルバルブ実開度θTHaを読み込み、ブースタ圧センサ４９からブースタ圧ＰBBを読み込み、さらに、アクセルポジションセンサからアクセルペダル開度ＡCCを読み込む（ステップＳ１１）。
また、エンジン回転速度演算部５１が、クランク角度センサ３４から読み込んだクランクシャフト角度θCRに基づきエンジン回転速度Ｎeを演算する（ステップＳ１１）。
その後、ブースタ圧変化量演算部５２が、ブースタ圧変化量ΔＰBBを演算する（ステップＳ１２）。
また、基本充填効率演算部５３が、ステップＳ１１で読み込まれたアクセルペダル開度ＡCCと、ステップＳ１１で演算されたエンジン回転速度Ｎeとに基づいて、要求トルクＴＱREQを演算し、この要求トルクＴＱREQを充填効率ＥＣとして変換することで、エンジン１２の充填効率ＥＣの基本的な値である基本充填効率ＥＣiを演算する（ステップＳ１３）。
その後、ブースタ圧変化量演算部５２が、ブースタ圧変化量ΔＰBBを演算する（ステップＳ１２）。
また、基本充填効率演算部５３が、ステップＳ１１で読み込まれたアクセルペダル開度ＡCCと、ステップＳ１１で演算されたエンジン回転速度Ｎeとに基づいて、要求トルクＴＱREQを演算し、この要求トルクＴＱREQを充填効率ＥＣとして変換することで、エンジン１２の充填効率ＥＣの基本的な値である基本充填効率ＥＣiを演算する（ステップＳ１３）。
その後、トルク外乱量演算部５４が、上記の式（１）に示すように、ステップＳ１２において演算されたブースタ圧変化量ΔＰBBに対してゲインαを乗算することで、エンジン１２の充填効率変化量ΔＥＣを演算する（ステップＳ１４）。
そして、目標トルク設定部５５が、上記の式（２）に示すように、ステップＳ１３で演算された基本充填効率ＥＣiから、ステップＳ１４で演算された充填効率変化量ΔＥＣを減算することで、エンジン１２の目標充填効率ＥＣtを演算する（ステップＳ１５）。
そして、目標トルク設定部５５が、上記の式（２）に示すように、ステップＳ１３で演算された基本充填効率ＥＣiから、ステップＳ１４で演算された充填効率変化量ΔＥＣを減算することで、エンジン１２の目標充填効率ＥＣtを演算する（ステップＳ１５）。
その後、目標スロットル通過流量演算部５６が、ステップＳ１５で演算された目標充填効率ＥＣtに基づいて、スロットルバルブ２４を通過すべきスロットル通過流量ＱINm、即ち、目標スロットル通過流量ＱINmtを演算する（ステップＳ１６）。
そして、目標開度設定部５７が、ステップＳ１６で演算された目標スロットル通過流量ＱINmtに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開口面積ＡTHを演算し、ここで得られた目標開口面積ＡTHに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開度θTHtを設定する（ステップＳ１７）。
そして、目標開度設定部５７が、ステップＳ１６で演算された目標スロットル通過流量ＱINmtに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開口面積ＡTHを演算し、ここで得られた目標開口面積ＡTHに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開度θTHtを設定する（ステップＳ１７）。
その後、スロットルバルブ制御部５８が、ステップＳ１７で設定された目標開度θTHtを示す制御信号を、スロットルバルブ２４を駆動するモータアクチュエータに送信することで、スロットルバルブ２４を制御する（ステップＳ１８）
このように、本発明の第１実施形態に係る車両用エンジンの制御装置によれば、トルク外乱量演算部５４が、ブレーキブースタ３２が作動したことに起因するエンジントルク外乱量ΔＴＱを示す指標として、ブースタ圧変化量ΔＰBBに基づき、エンジン１２の充填効率ＥＣの変化量ΔＥＣを演算するようになっている。
このように、本発明の第１実施形態に係る車両用エンジンの制御装置によれば、トルク外乱量演算部５４が、ブレーキブースタ３２が作動したことに起因するエンジントルク外乱量ΔＴＱを示す指標として、ブースタ圧変化量ΔＰBBに基づき、エンジン１２の充填効率ＥＣの変化量ΔＥＣを演算するようになっている。
また、目標トルク設定部５５が、ブレーキブースタ３２が作動状況を加味したエンジン１２の目標トルクＴＱtを示す指標として、基本充填効率演算部５３によって演算された基本充填効率ＥＣiと、トルク外乱量演算部５４によって演算された充填効率変化量ΔＥＣとに基づき、目標充填効率ＥＣtを演算するようになっている。
その上で、目標開度設定部５７が、目標スロットル通過流量演算部５６により演算された目標スロットル通過流量ＱINmtに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開度θTHtを設定するようになっている。
その上で、目標開度設定部５７が、目標スロットル通過流量演算部５６により演算された目標スロットル通過流量ＱINmtに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開度θTHtを設定するようになっている。
これにより、ブレーキブースタ３２が作動することで生じ得るエンジン１２のトルク変動量、即ち、トルク外乱量ΔＴＱを加味してエンジン１２の目標トルクＴＱtを設定することが可能となり、ブレーキブースタ３２の作動状況に拠らず、エンジン１２の挙動を安定化させることが出来る。
また、スロットルバルブ２４の目標開度θTHtを設定することで、エンジン１２のトルクＴＱを直接的に制御し、素早くエンジン挙動を安定させることも出来る。
また、スロットルバルブ２４の目標開度θTHtを設定することで、エンジン１２のトルクＴＱを直接的に制御し、素早くエンジン挙動を安定させることも出来る。
次に、図４〜図６を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。なお、上述の第１実施形態と本実施形態との間で共通する構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略し、ここでは第１実施形態との相違点に重点を置いて説明する。
図４に示す本実施形態と、図１に示す第１実施形態との構成上の違いはＥＣＵである。つまり、図１に示す第１実施形態においては「ＥＣＵ５０」が車両１２に搭載されているのに対し、図４に示す本実施形態においては「ＥＣＵ６０」が車両１２に搭載されている点で、両者は異なっている。
図４に示す本実施形態と、図１に示す第１実施形態との構成上の違いはＥＣＵである。つまり、図１に示す第１実施形態においては「ＥＣＵ５０」が車両１２に搭載されているのに対し、図４に示す本実施形態においては「ＥＣＵ６０」が車両１２に搭載されている点で、両者は異なっている。
図４に示すＥＣＵ６０のメモリ（図示略）においては、いずれもソフトウェアとして、エンジン回転速度演算部５１とブースタ圧変化量演算部５２とが記録されている。なお、これらのエンジン回転速度演算部５１とブースタ圧変化量演算部５２とは、ともに図１に示す第１実施形態においても説明したものと同じものである。
また、ＥＣＵ６０のメモリにおいては、いずれもソフトウェアとして、基本充填効率演算部（基本充填効率演算手段）６３，充填効率変化量演算部（充填効率変化量演算手段）６４，実充填効率演算部（実充填効率演算手段）６５，基本トルク演算部（基本トルク演算手段）６６，実トルク演算部（実トルク演算手段）６７，トルク外乱量演算部（トルク外乱量演算手段）６８，要求トルク演算部（要求トルク演算手段）６９，目標トルク設定部（目標トルク設定手段）７０，目標開度設定部（目標開度設定手段）７１およびスロットルバルブ制御部７２が記録されている。
また、ＥＣＵ６０のメモリにおいては、いずれもソフトウェアとして、基本充填効率演算部（基本充填効率演算手段）６３，充填効率変化量演算部（充填効率変化量演算手段）６４，実充填効率演算部（実充填効率演算手段）６５，基本トルク演算部（基本トルク演算手段）６６，実トルク演算部（実トルク演算手段）６７，トルク外乱量演算部（トルク外乱量演算手段）６８，要求トルク演算部（要求トルク演算手段）６９，目標トルク設定部（目標トルク設定手段）７０，目標開度設定部（目標開度設定手段）７１およびスロットルバルブ制御部７２が記録されている。
さらに、このＥＣＵ６０のメモリには、図５を用いて後述するトルクマップＭ１が記録されている。
これらのうち、基本充填効率演算部６３は、エアフローセンサ２８によって検出されたスロットル通過流量ＱINmに基づいて、エンジン１２の充填効率ＥＣの基本的な値である基本充填効率ＥＣiを演算するものである。
これらのうち、基本充填効率演算部６３は、エアフローセンサ２８によって検出されたスロットル通過流量ＱINmに基づいて、エンジン１２の充填効率ＥＣの基本的な値である基本充填効率ＥＣiを演算するものである。
充填効率変化量演算部６４は、ブースタ圧変化量演算部５２によって演算されたブースタ圧変化量ΔＰBBに基づき、エンジン１２の充填効率ＥＣの変化量ΔＥＣを演算するものである。より具体的に、この充填効率変化量演算部６４は、上述の式（１）に示すように、ブースタ圧変化量演算部５２によって演算されたブースタ圧変化量ΔＰBBに対してゲインαを乗算することで、充填効率変化量ΔＥＣを演算するようになっている。
実充填効率演算部６５は、以下の式（３）に示すように、基本充填効率演算部６３によって演算された基本充填効率ＥＣiと、充填効率変化量演算部６４によって演算された充填効率変化量ΔＥＣとを加算することにより、エンジン１２の実充填効率ＥＣaを演算するものである。
ＥＣa ＝ ＥＣi ＋ ΔＥＣ ・・・（３）
基本トルク演算部６６は、基本充填効率演算部６３によって演算された基本充填効率ＥＣiと、エンジン回転速度演算部５１によって演算されたエンジン回転速度Ｎeとを、トルクマップＭ１に適用することで、エンジン１２のトルクの基本的な値である基本トルクＴＱiを演算するものである。
ＥＣa ＝ ＥＣi ＋ ΔＥＣ ・・・（３）
基本トルク演算部６６は、基本充填効率演算部６３によって演算された基本充填効率ＥＣiと、エンジン回転速度演算部５１によって演算されたエンジン回転速度Ｎeとを、トルクマップＭ１に適用することで、エンジン１２のトルクの基本的な値である基本トルクＴＱiを演算するものである。
実トルク演算部６７は、実充填効率演算部６５によって演算された実充填効率ＥＣaと、エンジン回転速度演算部５１によって演算されたエンジン回転速度Ｎeとを、トルクマップＭ１に適用することで、エンジン１２のトルクの実際値である実トルクＴＱaを演算するものである。
トルク外乱量演算部６８は、以下の式（４）に示すように、実トルク演算部６７によって演算された実トルクＴＱaと、基本トルク演算部６６によって演算された基本トルクＴＱiとの偏差を、ブレーキブースタ３２が作動することによって生じるエンジン１２のトルクＴＱの外乱量ΔＴＱとして演算するものである。
トルク外乱量演算部６８は、以下の式（４）に示すように、実トルク演算部６７によって演算された実トルクＴＱaと、基本トルク演算部６６によって演算された基本トルクＴＱiとの偏差を、ブレーキブースタ３２が作動することによって生じるエンジン１２のトルクＴＱの外乱量ΔＴＱとして演算するものである。
ΔＴＱ ＝ ＴＱa − ＴＱi ・・・（４）
要求トルク演算部６９は、図示しないアクセルポジションセンサによって検出されたアクセルペダル開度ＡCCと、エンジン回転速度演算部５１によって演算されたエンジン回転速度Ｎeとに基づいて、ドライバが要求しているエンジン１２の出力トルク、即ち、要求トルクＴＱREQを演算するものである。
要求トルク演算部６９は、図示しないアクセルポジションセンサによって検出されたアクセルペダル開度ＡCCと、エンジン回転速度演算部５１によって演算されたエンジン回転速度Ｎeとに基づいて、ドライバが要求しているエンジン１２の出力トルク、即ち、要求トルクＴＱREQを演算するものである。
目標トルク設定部７０は、以下の式（５）に示すように、要求トルク演算部６９により演算された要求トルクＴＱREQから、トルク外乱量演算部６８により演算されたトルク外乱量ΔＴＱを減算することによって、エンジン１２の目標トルクＴＱｔを設定するものである。
ＴＱt ＝ ＴＱREQ − ΔＴＱ ・・・（５）
目標開度設定部７１は、目標トルク設定部７０により演算された目標トルクＴＱtに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開度θTHtを設定するものである。
ＴＱt ＝ ＴＱREQ − ΔＴＱ ・・・（５）
目標開度設定部７１は、目標トルク設定部７０により演算された目標トルクＴＱtに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開度θTHtを設定するものである。
スロットルバルブ制御部７２は、目標開度設定部５７によって設定された目標開度θTHtを示す制御信号を、スロットルバルブ２４を駆動するモータアクチュエータに送信することで、スロットルバルブ２４を制御するものである。
本発明の第２実施形態に係る車両用エンジンの制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
本発明の第２実施形態に係る車両用エンジンの制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
図６のフローチャートに示すように、ＥＣＵ６０が、吸気マニホールド圧センサ３９から吸気マニホールド圧ＰIMを読み込むとともに、クランク角度センサ３４からクランクシャフト角度θCRを読み込む（ステップＳ２１）。また、このＥＣＵ６０が、エアフローセンサ２８からスロットル通過流量ＱINmを読み込むとともに、スロットルバルブ開度センサ２９からスロットルバルブ実開度θTHaを読み込み、さらに、ブースタ圧センサ４９からブースタ圧ＰBBを読み込む（ステップＳ２１）。
また、エンジン回転数演算部５１が、クランク角度センサ３４から読み込んだクランクシャフト角度θCRに基づきエンジン回転数Ｎeを演算する（ステップＳ２１）。
その後、ブースタ圧変化量演算部５２が、ブースタ圧変化量ΔＰBBを演算する（ステップＳ２２）。
そして、充填効率変化量演算部６４が、上述の式（１）に示すように、ステップＳ２２で演算されたブースタ圧変化量ΔＰBBに対してゲインαを乗算することで、充填効率変化量ΔＥＣを演算する（ステップＳ２３）。
その後、ブースタ圧変化量演算部５２が、ブースタ圧変化量ΔＰBBを演算する（ステップＳ２２）。
そして、充填効率変化量演算部６４が、上述の式（１）に示すように、ステップＳ２２で演算されたブースタ圧変化量ΔＰBBに対してゲインαを乗算することで、充填効率変化量ΔＥＣを演算する（ステップＳ２３）。
その後、基本充填効率演算部６３が、ステップＳ２１でエアフローセンサ２８から読み込まれたスロットル通過流量ＱINmに基づいて、エンジン１２の充填効率ＥＣの基本的な値である基本充填効率ＥＣiを演算する（ステップＳ２４）。
そして、実充填効率演算部６５が、上記の式（３）に示すように、ステップＳ２４で演算された基本充填効率ＥＣiと、ステップＳ２３で演算された充填効率変化量ΔＥＣとを加算することにより、エンジン１２の実充填効率ＥＣaを演算する（ステップＳ２５）。
そして、実充填効率演算部６５が、上記の式（３）に示すように、ステップＳ２４で演算された基本充填効率ＥＣiと、ステップＳ２３で演算された充填効率変化量ΔＥＣとを加算することにより、エンジン１２の実充填効率ＥＣaを演算する（ステップＳ２５）。
その後、基本トルク演算部６６が、ステップＳ２４で演算された基本充填効率ＥＣiと、ステップＳ１１で演算されたエンジン回転速度Ｎeとを、図５に示すトルクマップＭ１に適用することで、エンジン１２の基本トルクＴＱiを演算する（ステップＳ２６）。
そして、実トルク演算部６７が、ステップＳ２５で演算された実充填効率ＥＣaと、ステップＳ１１で演算されたエンジン回転速度Ｎeとを、図５に示すトルクマップＭ１に適用することで、エンジン１２の実トルクＴＱaを演算する（ステップＳ２７）。
そして、実トルク演算部６７が、ステップＳ２５で演算された実充填効率ＥＣaと、ステップＳ１１で演算されたエンジン回転速度Ｎeとを、図５に示すトルクマップＭ１に適用することで、エンジン１２の実トルクＴＱaを演算する（ステップＳ２７）。
その後、トルク外乱量演算部６８が、上記の式（４）に示すように、ステップＳ２７で演算された実トルクＴＱaと、ステップＳ２６で演算された基本トルクＴＱiとの偏差を、ブレーキブースタ３２が作動することによって生じるエンジン１２のトルクＴＱの外乱量ΔＴＱとして演算する（ステップＳ２８）。
そして、目標トルク設定部７０が、上記の式（５）に示すように、要求トルク演算部６９により演算された要求トルクＴＱREQから、トルク外乱量演算部６８によって演算されたトルク外乱量ΔＴＱを減算することによって、エンジン１２の目標トルクＴＱｔを設定する（ステップＳ２９）。
そして、目標トルク設定部７０が、上記の式（５）に示すように、要求トルク演算部６９により演算された要求トルクＴＱREQから、トルク外乱量演算部６８によって演算されたトルク外乱量ΔＴＱを減算することによって、エンジン１２の目標トルクＴＱｔを設定する（ステップＳ２９）。
その後、ステップＳ２９で演算された目標トルクＴＱtに基づいて、スロットルバルブ２４の目標開度θTHtを設定する（ステップＳ３０）。
そして、スロットルバルブ制御部７２が、ステップＳ３０で演算された目標開度θTHtを示す制御信号を、スロットルバルブ２４を駆動するモータアクチュエータに送信することで、スロットルバルブ２４を制御する（ステップＳ３１）。
そして、スロットルバルブ制御部７２が、ステップＳ３０で演算された目標開度θTHtを示す制御信号を、スロットルバルブ２４を駆動するモータアクチュエータに送信することで、スロットルバルブ２４を制御する（ステップＳ３１）。
このように、本発明の第２実施形態に係る車両用エンジンの制御装置においては、エアフローセンサ２８によって検出されたスロットル通過流量ＱINmに基づいてエンジン１２の基本充填効率ＥＣiを演算する基本充填効率演算部６３がＥＣＵ６０のメモリ内に記録されるとともに、基本充填効率演算部６３によって演算された基本充填効率ＥＣiおよび充填効率変化量演算部６４によって演算された充填効率変化量ΔＥＣに基づいて、エンジン１２の実充填効率ＥＣaを演算する実充填効率演算部６５がＥＣＵ６０のメモリ内に記録されている。
また、エンジン回転速度Ｎeおよび実充填効率演算部６５によって演算された実充填効率ＥＣaに基づいてエンジン１２の実トルクＴＱaを演算する実トルク演算部６７と、エンジン回転速度Ｎeおよび基本充填効率演算部６３によって演算された基本充填効率ＥＣiに基づいてエンジン１２の基本トルクＴＱiを演算する基本トルク演算部６６とがＥＣＵ６０のメモリ内に記録されている。
そして、トルク外乱量演算手段６８は、実トルク演算部６７によって演算された実トルクＴＱaと、基本トルク演算部６６によって演算された基本トルクＴＱiとの偏差量をトルク外乱量ΔＴＱとして演算することが出来るようになっている。
その上で、目標トルク設定部７０は、要求トルク演算部６９により演算された要求トルクＴＱREQと、トルク外乱量演算部６８により演算されたトルク外乱量ΔＴＱとに基づいて、エンジン１２の目標トルクＴＱtを設定することが出来るようになっている。
その上で、目標トルク設定部７０は、要求トルク演算部６９により演算された要求トルクＴＱREQと、トルク外乱量演算部６８により演算されたトルク外乱量ΔＴＱとに基づいて、エンジン１２の目標トルクＴＱtを設定することが出来るようになっている。
これにより、ブレーキブースタ３２が作動することで生じ得るエンジン１２のトルク変動量、即ち、トルク外乱量ΔＴＱを加味してエンジン１２の目標トルクＴＱtを設定することが可能となり、ブレーキブースタ３２の作動状況に拠らず、エンジン１２の挙動を安定化させることが出来る。
次に、図７〜図１０を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上述の第１および第２実施形態と本実施形態との間で共通する構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略し、ここでは第１および第２実施形態との相違点に重点を置いて説明する。
次に、図７〜図１０を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上述の第１および第２実施形態と本実施形態との間で共通する構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略し、ここでは第１および第２実施形態との相違点に重点を置いて説明する。
図７に示す本実施形態と、図４に示す第２実施形態との違いはＥＣＵである。つまり、図１に示す第１実施形態においては「ＥＣＵ５０」が車両１２に搭載され、また、図４に示す第２実施形態においては「ＥＣＵ６０」が車両１２に搭載されているのに対し、図７に示す本実施形態においては「ＥＣＵ８０」が車両１２に搭載されている。
図７に示すＥＣＵ８０のメモリ（図示略）においては、図１に示す第１実施形態においても説明したものと同じソフトウェアとして、エンジン回転速度演算部５１とブースタ圧変化量演算部５２とが記録されている。
図７に示すＥＣＵ８０のメモリ（図示略）においては、図１に示す第１実施形態においても説明したものと同じソフトウェアとして、エンジン回転速度演算部５１とブースタ圧変化量演算部５２とが記録されている。
また、ＥＣＵ８０のメモリにおいては、いずれも図４に示す第２実施形態においても説明したものと同じソフトウェアとして、基本充填効率演算部６３，充填効率変化量演算部６４，実充填効率演算部６５，基本トルク演算部６６，実トルク演算部６７およびトルク外乱量演算部６８が記録されている。
そして、このＥＣＵ８０のメモリにおいては、基本点火時期演算部（基本点火時期演算手段）８９，点火時期補正量演算部（点火時期補正量演算手段）９０，目標トルク設定部（目標トルク設定手段）９１および点火プラグ制御部（点火プラグ制御手段）９２が記録されている。
そして、このＥＣＵ８０のメモリにおいては、基本点火時期演算部（基本点火時期演算手段）８９，点火時期補正量演算部（点火時期補正量演算手段）９０，目標トルク設定部（目標トルク設定手段）９１および点火プラグ制御部（点火プラグ制御手段）９２が記録されている。
さらに、このＥＣＵ８０のメモリには、第２実施形態におけるＥＣＵ６０のメモリに記録されたものと同様のトルクマップＭ１が記録されるとともに、図８を用いて後述する基本点火時期マップＭ２と、図９を用いて後述する点火時期補正量マップＭ３とが記録されている。
これらのうち、基本点火時期演算部８９は、エンジン回転速度演算部５１により演算されたエンジン回転速度Ｎeと、基本充填効率演算手段６３によって演算された基本充填効率ＥＣiとに基づき、点火プラグ３０の基本的な点火時期である基本点火時期ＳＡiを演算するものである。
これらのうち、基本点火時期演算部８９は、エンジン回転速度演算部５１により演算されたエンジン回転速度Ｎeと、基本充填効率演算手段６３によって演算された基本充填効率ＥＣiとに基づき、点火プラグ３０の基本的な点火時期である基本点火時期ＳＡiを演算するものである。
より具体的に、この基本点火時期演算部８９は、基本充填効率演算部６３により、スロットル通過流量ＱINmに基づいて演算された基本充填効率ＥＣiと、エンジン回転速度演算部５１により演算されたエンジン回転速度Ｎeとを、図８に示す基本点火時期マップＭ２に対して適用することで、基本点火時期ＳＡiを演算するものである。
なお、この基本点火時期マップＭ２は、図８に示すように、基本充填効率ＥＣi，エンジン回転速度Ｎeおよび基本点火時期ＳＡiをパラメータとする３次元マップである。
なお、この基本点火時期マップＭ２は、図８に示すように、基本充填効率ＥＣi，エンジン回転速度Ｎeおよび基本点火時期ＳＡiをパラメータとする３次元マップである。
点火時期補正量演算部９０は、実充填効率演算部６５により演算された実充填効率ＥＣaと、トルク外乱量演算部６８によって演算されたトルク外乱量ΔＴＱとに基づき、ブレーキブースタ３２が作動することによって生じる点火プラグ３０の点火時期補正量ΔＳＡを演算するものである。より具体的に、この点火時期補正量演算部９０は、実充填効率ＥＣaとトルク外乱量ΔＴＱとを、図９に示す点火時期補正量マップＭ３に適用することで、点火時期補正量ΔＳＡを演算するようになっている。
なお、この点火時期補正量マップＭ３は、図９に示すように、実充填効率ＥＣa，トルク外乱量ΔＴＱおよび点火時期補正量ΔＳＡをパラメータとする３次元マップである。
目標トルク設定部９１は、以下の式（６）に示すように、基本点火時期演算部８９によって演算された基本点火時期ＳＡiから、点火時期補正量演算部９０によって演算された該点火時期補正量ΔＳＡを減算することで、エンジン１２の目標トルクＴＱtを示す指標として、目標点火時期ＳＡtを演算するものである。
目標トルク設定部９１は、以下の式（６）に示すように、基本点火時期演算部８９によって演算された基本点火時期ＳＡiから、点火時期補正量演算部９０によって演算された該点火時期補正量ΔＳＡを減算することで、エンジン１２の目標トルクＴＱtを示す指標として、目標点火時期ＳＡtを演算するものである。
ＳＡt ＝ ＳＡi − ΔＳＡ ・・・（６）
点火プラグ制御部９２は、目標トルク設定部９１によって演算された目標点火時期ＳＡtで点火プラグ３０を制御するものである。
本発明の第３実施形態に係る車両用エンジンの制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。なお、ここでは図１０のフローチャートを参照しながら説明する。もっとも、この図１０のステップＳ４１〜Ｓ４８に示す本実施形態の説明と、図６におけるステップＳ２１〜Ｓ２８とはそれぞれ対応しているものであるため、ここではその説明を省略し、ステップＳ４９〜Ｓ５２を中心に説明する。
点火プラグ制御部９２は、目標トルク設定部９１によって演算された目標点火時期ＳＡtで点火プラグ３０を制御するものである。
本発明の第３実施形態に係る車両用エンジンの制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。なお、ここでは図１０のフローチャートを参照しながら説明する。もっとも、この図１０のステップＳ４１〜Ｓ４８に示す本実施形態の説明と、図６におけるステップＳ２１〜Ｓ２８とはそれぞれ対応しているものであるため、ここではその説明を省略し、ステップＳ４９〜Ｓ５２を中心に説明する。
図１０のフローチャート中ステップＳ４９では、基本点火時期演算部８９が、エンジン回転速度演算部５１により演算されたエンジン回転速度Ｎeと、ステップＳ４４において演算された基本充填効率ＥＣiとを、図８に示す基本点火時期マップＭ２に対して適用することで、基本点火時期ＳＡiを演算する（ステップＳ４９）。
そして、点火時期補正量演算部９０が、ステップＳ４５で演算された実充填効率ＥＣaと、ステップＳ４８で演算されたトルク外乱量ΔＴＱとを図９に示す点火時期補正量マップＭ３に適用することで、ブレーキブースタ３２が作動することによって生じる点火プラグ３０の点火時期補正量ΔＳＡを演算する（ステップＳ５０）。
そして、点火時期補正量演算部９０が、ステップＳ４５で演算された実充填効率ＥＣaと、ステップＳ４８で演算されたトルク外乱量ΔＴＱとを図９に示す点火時期補正量マップＭ３に適用することで、ブレーキブースタ３２が作動することによって生じる点火プラグ３０の点火時期補正量ΔＳＡを演算する（ステップＳ５０）。
その後、目標トルク設定部９１が、上記の式（６）に示すように、ステップＳ４９で演算された基本点火時期ＳＡiから、ステップＳ５０で演算された点火時期補正量ΔＳＡを減算することで、エンジン１２の目標トルクＴＱtを示す指標として、目標点火時期ＳＡtを演算する（ステップＳ５１）。
そして、点火プラグ制御部９２が、ステップＳ５１で演算された目標点火時期ＳＡtで点火プラグ３０の制御を行ない、これにより、エンジン１２のトルクを調整する（ステップＳ５２）。
そして、点火プラグ制御部９２が、ステップＳ５１で演算された目標点火時期ＳＡtで点火プラグ３０の制御を行ない、これにより、エンジン１２のトルクを調整する（ステップＳ５２）。
このように、本発明の第３実施形態に係る車両用エンジンの制御装置によれば、エアフローセンサ２８によって検出されたスロットル通過流量ＱINmに基づいてエンジン１２の基本充填効率ＥＣiを演算する基本充填効率演算部６３と、この基本充填効率演算部６３によって演算された基本充填効率ＥＣiと、充填効率変化量演算部６４によって演算された充填効率変化量ΔＥＣとに基づいて、エンジン１２の実充填効率ＥＣaを演算する実充填効率演算６５とがＥＣＵ８０のメモリ内に記録されている。
また、エンジン回転速度Ｎeおよび実充填効率演算部６５によって演算された実充填効率ＥＣaに基づいてエンジン１２の実トルクＴＱaを演算する実トルク演算部６７と、エンジン回転速度Ｎeおよび基本充填効率演算部６３によって演算された基本充填効率ＥＣiに基づいてエンジン１２の基本トルクＴＱiを演算する基本トルク演算部６６とがＥＣＵ８０のメモリ内に記録されている。
そして、トルク外乱量演算手段６８は、実トルク演算部６７によって演算された実トルクＴＱaと、基本トルク演算部６６によって演算された基本トルクＴＱiとの偏差量をトルク外乱量ΔＴＱとして演算することが出来るようになっている。
その上で、目標トルク設定部９１は、基本点火時期演算部８９によって演算された点火プラグ３０の基本点火時期ＳＡiと、点火時期補正量演算部９０によって演算された点火時期補正量ΔＳＡとに基づき、エンジン１２の目標トルクＴＡtを示す指標として、目標点火時期ＳＡtを演算することが出来る。
その上で、目標トルク設定部９１は、基本点火時期演算部８９によって演算された点火プラグ３０の基本点火時期ＳＡiと、点火時期補正量演算部９０によって演算された点火時期補正量ΔＳＡとに基づき、エンジン１２の目標トルクＴＡtを示す指標として、目標点火時期ＳＡtを演算することが出来る。
これにより、エンジン１２のトルク制御を素早く且つ正確に行なうことが出来る。
以上、本発明の第１〜第３実施形態を説明したが、本発明はこれらの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種々変形して実施することが出来る。その一例を以下に示す。
上述の実施形態においては、エンジン１２が混合燃料エンジンである場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ガソリンエンジンであっても良いし、ディーゼルエンジンであっても良い。
以上、本発明の第１〜第３実施形態を説明したが、本発明はこれらの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種々変形して実施することが出来る。その一例を以下に示す。
上述の実施形態においては、エンジン１２が混合燃料エンジンである場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ガソリンエンジンであっても良いし、ディーゼルエンジンであっても良い。
また、上述の実施形態においては、要求トルクＴＱREQは、ドライバが要求しているエンジン１２の出力トルクを示すものとして説明したが、これに限定するものではない。例えば、自動変速機（例えば、ＣＶＴ(Continuously Variable Transmission )）とエンジンとをともに統合制御するシステムが車両に搭載されていた場合には、このシステムの制御部がエンジンに要求するトルクを要求トルクＴＱREQとしても良い。或いは、車両のヨーモーメントを制御するシステムや、車両のトラクションを制御するシステムの制御部がエンジンに要求するトルクをＴＱREQとしても良い。
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
本発明は、自動車産業や動力出力装置の製造産業などにも利用可能である。
本発明は、自動車産業や動力出力装置の製造産業などにも利用可能である。
１０ 車両
１２ エンジン
２３ インジェクタ（燃料噴射手段）
２４ スロットルバルブ
３０ 点火プラグ
３１ サージタンク
３２ ブレーキブースタ
３５ ブレーキペダル（ブレーキ装置）
３９ 吸気マニホールド圧センサ（吸気圧検出手段）
５１ エンジン回転速度演算部（エンジン回転速度演算手段）
５２ ブースタ圧変化量演算部（ブースタ圧変化量演算手段）
５３ 基本充填効率演算部（基本充填効率演算手段）
５４、６８ トルク外乱量演算部（トルク外乱量演算手段）
５５，７０，９１ 目標トルク設定部（目標トルク設定手段）
５６ 目標スロットル通過流量演算部（目標吸気量演算手段）
５７ 目標開度設定部（目標開度設定手段）
６３ 基本充填効率演算部（基本充填効率演算手段）
６４ 充填効率変化量演算部（充填効率変化量演算手段）
６７ 実トルク演算部（実トルク演算手段）
６９ 要求トルク演算部（要求トルク演算手段）
８９ 基本点火時期演算部（基本点火時期演算手段）
９０ 点火時期補正量演算部（点火時期補正量演算手段）
ＥＣa 実充填効率
ＥＣi 基本充填効率
ＥＣt 目標充填効率（目標トルク）
ΔＥＣ 充填効率変化量（トルク外乱量）
ＰBB ブースタ圧
ΔＰBB ブースタ圧変化量
ＴＱa 実トルク
ＴＱi 基本トルク演算部（基本トルク演算手段）
ＴＱt 目標トルク
ΔＴＱ エンジントルク外乱量
ＰIM 吸気マニホールド圧（エンジン吸気圧）
Ｎe エンジン回転速度
ＱINm スロットル通過流量（吸気流量）
ＱINmt 目標スロットル通過流量（目標吸気量）
ＳＡi 基本点火時期
ＳＡt 目標点火時期（目標トルク）
ΔＳＡ 点火時期補正量
θTHt スロットルバルブ目標開度
１２ エンジン
２３ インジェクタ（燃料噴射手段）
２４ スロットルバルブ
３０ 点火プラグ
３１ サージタンク
３２ ブレーキブースタ
３５ ブレーキペダル（ブレーキ装置）
３９ 吸気マニホールド圧センサ（吸気圧検出手段）
５１ エンジン回転速度演算部（エンジン回転速度演算手段）
５２ ブースタ圧変化量演算部（ブースタ圧変化量演算手段）
５３ 基本充填効率演算部（基本充填効率演算手段）
５４、６８ トルク外乱量演算部（トルク外乱量演算手段）
５５，７０，９１ 目標トルク設定部（目標トルク設定手段）
５６ 目標スロットル通過流量演算部（目標吸気量演算手段）
５７ 目標開度設定部（目標開度設定手段）
６３ 基本充填効率演算部（基本充填効率演算手段）
６４ 充填効率変化量演算部（充填効率変化量演算手段）
６７ 実トルク演算部（実トルク演算手段）
６９ 要求トルク演算部（要求トルク演算手段）
８９ 基本点火時期演算部（基本点火時期演算手段）
９０ 点火時期補正量演算部（点火時期補正量演算手段）
ＥＣa 実充填効率
ＥＣi 基本充填効率
ＥＣt 目標充填効率（目標トルク）
ΔＥＣ 充填効率変化量（トルク外乱量）
ＰBB ブースタ圧
ΔＰBB ブースタ圧変化量
ＴＱa 実トルク
ＴＱi 基本トルク演算部（基本トルク演算手段）
ＴＱt 目標トルク
ΔＴＱ エンジントルク外乱量
ＰIM 吸気マニホールド圧（エンジン吸気圧）
Ｎe エンジン回転速度
ＱINm スロットル通過流量（吸気流量）
ＱINmt 目標スロットル通過流量（目標吸気量）
ＳＡi 基本点火時期
ＳＡt 目標点火時期（目標トルク）
ΔＳＡ 点火時期補正量
θTHt スロットルバルブ目標開度
Claims (6)
- 燃料噴射手段を有し車両に用いられるエンジンと、
該車両に設けられたブレーキ装置と、
該エンジンの吸気通路に接続され該吸気通路内の負圧により該ブレーキ装置の動作をアシストするブレーキブースタと、
該ブレーキブースタ内における圧力であるブースタ圧の変化量を演算するブースタ圧変化量演算手段と、
該ブースタ圧変化量演算手段によって演算された該ブースタ圧変化量に基づき該ブレーキブースタの作動に起因する該エンジンのトルクの外乱量を演算するトルク外乱量演算手段と、
該トルク外乱量演算手段により演算された該トルク外乱量を加味して該エンジンの目標トルクを設定する目標トルク設定手段とを備える
ことを特徴とする、車両用エンジンの制御装置。 - 該エンジンに求められる出力トルクである要求トルクに基づいて、該エンジンの充填効率の基本値である基本充填効率を演算する基本充填効率演算手段をさらに備え、
該トルク外乱量演算手段は、
該ブースタ圧変化量演算手段によって演算された該ブースタ圧変化量に基づき該エンジンの充填効率の変化量を該トルク外乱量を示す指標として演算し、
該目標トルク設定手段は、
該基本充填効率演算手段によって演算された該基本充填効率と、該トルク外乱量演算手段によって演算された該充填効率変化量とに基づき目標充填効率を該エンジンの該目標トルクを示す指標として演算する
ことを特徴とする、請求項１記載の車両用エンジンの制御装置。 - 該エンジンの吸気流量を調整するスロットルバルブと、
該目標トルク設定手段によって演算された該目標充填効率に基づいて該エンジンの目標吸気量を演算する目標吸気量演算手段と、
該目標吸気量演算手段により演算された該目標吸気量に基づいて該スロットルバルブの目標開度を設定する目標開度設定手段とを備える
ことを特徴とする、請求項２記載の車両用エンジンの制御装置。 - 該エンジンの吸気流量を検出する吸気流量検出手段と、
該エンジンの回転速度を演算するエンジン回転速度演算手段と、
該ブースタ圧変化量演算手段によって演算された該ブースタ圧変化量に基づき該エンジンの充填効率の変化量を演算する充填効率変化量演算手段と、
該吸気流量検出手段によって検出された該吸気流量に基づいて、該エンジンの充填効率の基本値である基本充填効率を演算する基本充填効率演算手段と、
該基本充填効率演算手段によって演算された該基本充填効率と、該充填効率変化量演算手段によって演算された該充填効率変化量とに基づき該エンジンの実充填効率を演算する実充填効率演算手段と、
該エンジン回転速度演算手段によって演算された該エンジン回転速度と該実充填効率演算手段によって演算された該実充填効率とに基づいて該エンジンの実トルクを演算する実トルク演算手段と、
該エンジン回転速度演算手段によって演算された該エンジン回転速度と該基本充填効率演算手段によって演算された該基本充填効率とに基づいて該エンジンの基本トルクを演算する基本トルク演算手段とを備え、
該トルク外乱量演算手段は、
該実トルク演算手段によって演算された該実トルクと該基本トルク演算手段によって演算された該基本トルクとの偏差量を該トルク外乱量として演算する
ことを特徴とする、請求項１記載の車両用エンジンの制御装置。 - 該目標トルク設定手段は、
該エンジンに求められる出力トルクである要求トルクと該トルク外乱量演算手段により演算された該トルク外乱量とに基づいて該目標トルクを設定する
ことを特徴とする、請求項４記載の車両用エンジンの制御装置。 - 該エンジンに設けられた点火プラグと、
該エンジン回転速度演算手段により演算されたエンジン回転速度と該基本充填効率演算手段によって演算された該基本充填効率とに基づき該点火プラグの基本点火時期を演算する基本点火時期演算手段と
該実充填効率演算手段により演算された該実充填効率と該トルク外乱量演算手段によって演算された該トルク外乱量とに基づき該点火プラグの点火時期の補正量を演算する点火時期補正量演算手段とを備え、
該目標トルク設定手段は、
該基本点火時期演算手段によって演算された該基本点火時期と該点火時期補正量演算手段によって演算された該点火時期補正量とに基づき目標点火時期を該エンジンの該目標トルクを示す指標として演算する
ことを特徴とする、請求項４記載の車両用エンジンの制御装置。
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| JP2009191255A JP5126181B2 (ja) | 2009-08-20 | 2009-08-20 | 車両用エンジンの制御装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2009191255A JP5126181B2 (ja) | 2009-08-20 | 2009-08-20 | 車両用エンジンの制御装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2014062496A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の制御装置 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004074877A (ja) * | 2002-08-13 | 2004-03-11 | Nissan Motor Co Ltd | ブレーキブースタの流出空気量算出装置及びエンジンのシリンダ吸入空気量算出装置 |
| JP2004132229A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Nissan Motor Co Ltd | 大気圧推定装置及びこれを用いたエンジンのシリンダ吸入空気量測定装置 |
| JP2009133276A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
-
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| JP2004132229A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Nissan Motor Co Ltd | 大気圧推定装置及びこれを用いたエンジンのシリンダ吸入空気量測定装置 |
| JP2009133276A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2014062496A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の制御装置 |
| US9822711B2 (en) | 2012-09-21 | 2017-11-21 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Control device for internal combustion engine |
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