JP3436408B2 - エンジンのトルク検出方法 - Google Patents
エンジンのトルク検出方法Info
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- JP3436408B2 JP3436408B2 JP06211894A JP6211894A JP3436408B2 JP 3436408 B2 JP3436408 B2 JP 3436408B2 JP 06211894 A JP06211894 A JP 06211894A JP 6211894 A JP6211894 A JP 6211894A JP 3436408 B2 JP3436408 B2 JP 3436408B2
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- torque
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼圧からエンジン出
力トルクを推定するエンジンのトルク検出方法に関する
ものである。
力トルクを推定するエンジンのトルク検出方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】燃費改善や排気浄化等の理由から、火花
点火ガソリンエンジンを理論空燃比より著しく希薄な混
合比で運転する希薄燃焼エンジンが種々提案されてい
る。その１つとして、希薄燃焼限界、すなわちトルク変
動許容限界を燃焼状態から検出し、空燃比や点火時期な
どをフィードバック制御するものがある。
点火ガソリンエンジンを理論空燃比より著しく希薄な混
合比で運転する希薄燃焼エンジンが種々提案されてい
る。その１つとして、希薄燃焼限界、すなわちトルク変
動許容限界を燃焼状態から検出し、空燃比や点火時期な
どをフィードバック制御するものがある。
【０００３】ここに燃焼状態を燃焼圧センサにより検出
することが考えられている。すなわち燃焼圧（あるいは
平均有効圧）とトルクとの変化に一定の相関関係がある
ためトルクを検出するのに代えて燃焼圧を用いるもので
ある。
することが考えられている。すなわち燃焼圧（あるいは
平均有効圧）とトルクとの変化に一定の相関関係がある
ためトルクを検出するのに代えて燃焼圧を用いるもので
ある。
【０００４】そこで吸気行程終了近傍から膨張行程中に
至る期間の燃焼圧を一定時間間隔で複数回（例えば５
回）サンプリングし、一定の式に基づいてトルク代用値
［Ｔ］を求めることが提案された（社団法人自動車技術
会発行の学術講演会前刷集第９２４巻第６９頁１９９２
年１０月）。
至る期間の燃焼圧を一定時間間隔で複数回（例えば５
回）サンプリングし、一定の式に基づいてトルク代用値
［Ｔ］を求めることが提案された（社団法人自動車技術
会発行の学術講演会前刷集第９２４巻第６９頁１９９２
年１０月）。
【０００５】
【従来技術の問題点】しかしこの方法は比較的狭い所定
クランク角内で複数回のサンプリングを行いトルク代用
値［Ｔ］を演算する必要があり、処理に時間がかかりエ
ンジンの高速運転に対応することができなかったり、対
応が困難になる、という問題があった。
クランク角内で複数回のサンプリングを行いトルク代用
値［Ｔ］を演算する必要があり、処理に時間がかかりエ
ンジンの高速運転に対応することができなかったり、対
応が困難になる、という問題があった。
【０００６】そこで複数回サンプリングするのに代え
て、燃焼圧の最大値のみを検出し、この最大値を用いて
燃焼圧を推定することも考えられる。しかしこの最大燃
焼圧はトルクとの相関が弱いため、トルク推定の精度が
悪いという問題がある。
て、燃焼圧の最大値のみを検出し、この最大値を用いて
燃焼圧を推定することも考えられる。しかしこの最大燃
焼圧はトルクとの相関が弱いため、トルク推定の精度が
悪いという問題がある。
【０００７】
【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、燃焼圧センサの出力サンプリング回数を減
らして演算処理速度を高くでき、また精度の低下を招く
おそれがないエンジンのトルク検出方法を提供すること
を目的とする。
ものであり、燃焼圧センサの出力サンプリング回数を減
らして演算処理速度を高くでき、また精度の低下を招く
おそれがないエンジンのトルク検出方法を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【発明の構成】本発明によればこの目的は、燃焼圧セン
サの出力を用いてエンジン出力トルクを推定する方法に
おいて、前記燃焼圧Ｐの時間微分（ｄＰ／ｄｔ）が最大
値になる時点（ｔ1）から前記時間微分が０になる時点
（ｔ2）まで前記時間微分を積分し、求めた積分値によ
ってエンジン出力トルクを推定することを特徴とするエ
ンジンのトルク検出方法により達成される。
サの出力を用いてエンジン出力トルクを推定する方法に
おいて、前記燃焼圧Ｐの時間微分（ｄＰ／ｄｔ）が最大
値になる時点（ｔ1）から前記時間微分が０になる時点
（ｔ2）まで前記時間微分を積分し、求めた積分値によ
ってエンジン出力トルクを推定することを特徴とするエ
ンジンのトルク検出方法により達成される。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例の概念を示すブロッ
ク図、図２は動作説明図である。図１において符号１０
は４サイクルエンジン、１２はシリンダ、１４はピスト
ン、１６はクランク軸、１８は吸気弁、２０は排気弁で
ある。排気弁２０は頭上カム軸２２により開閉される。
吸気通路２４内には燃料噴射弁２６から燃料（ガソリ
ン）が供給されるが、その供給量はその開弁時間を制御
することにより可変となっている。２８は点火栓であ
る。
ク図、図２は動作説明図である。図１において符号１０
は４サイクルエンジン、１２はシリンダ、１４はピスト
ン、１６はクランク軸、１８は吸気弁、２０は排気弁で
ある。排気弁２０は頭上カム軸２２により開閉される。
吸気通路２４内には燃料噴射弁２６から燃料（ガソリ
ン）が供給されるが、その供給量はその開弁時間を制御
することにより可変となっている。２８は点火栓であ
る。
【００１０】３０はデジタルコンピュータ（以下ＣＰ
Ｕ）であり、このＣＰＵ３０にはカム軸２２の回転角か
ら基準クランク位置θ0を検出するカム軸角センサ３
２、燃焼圧センサ３６、吸気量を検出するエアフローメ
ータ（図示せず）、エンジン冷却水温度計、吸気温度計
等の出力が導かれている。
Ｕ）であり、このＣＰＵ３０にはカム軸２２の回転角か
ら基準クランク位置θ0を検出するカム軸角センサ３
２、燃焼圧センサ３６、吸気量を検出するエアフローメ
ータ（図示せず）、エンジン冷却水温度計、吸気温度計
等の出力が導かれている。
【００１１】カム軸２２に設けたカム軸角センサ３２
は、クランク軸１６が吸気行程終期近傍の上死点（ＴＤ
Ｃ）付近にある時の基準クランク位置θ0を検出する。
すなわち図２の（Ａ）に示すカム軸角センサ３２の出力
θが最大（プラスピーク）となる位置θ0がＣＰＵ３０
に備える基準クランク位置検出手段４０により検出さ
れ、この位置θ0が基準クランク位置とされ、その時点
ｔ0がメモリされる。
は、クランク軸１６が吸気行程終期近傍の上死点（ＴＤ
Ｃ）付近にある時の基準クランク位置θ0を検出する。
すなわち図２の（Ａ）に示すカム軸角センサ３２の出力
θが最大（プラスピーク）となる位置θ0がＣＰＵ３０
に備える基準クランク位置検出手段４０により検出さ
れ、この位置θ0が基準クランク位置とされ、その時点
ｔ0がメモリされる。
【００１２】このカム軸角センサ３２は例えばカム軸２
２のスプロケットに固定した永久磁石の通過を検出する
構造とされ、基準クランク位置θ0から一定クランク角
だけ遅れた時点で最小（マイナスピーク）となるパルス
を出力する。この一定クランク角だけ回転する間に、Ｃ
ＰＵ３０はこのＣＰＵ３０に固有な所定周波数のサンプ
リングパルスをＮ個カウントする。ＣＰＵ３０の基準時
間演算手段４２は、このパルス数Ｎに定数ｓを積算する
ことにより基準時間Ｌを求める。
２のスプロケットに固定した永久磁石の通過を検出する
構造とされ、基準クランク位置θ0から一定クランク角
だけ遅れた時点で最小（マイナスピーク）となるパルス
を出力する。この一定クランク角だけ回転する間に、Ｃ
ＰＵ３０はこのＣＰＵ３０に固有な所定周波数のサンプ
リングパルスをＮ個カウントする。ＣＰＵ３０の基準時
間演算手段４２は、このパルス数Ｎに定数ｓを積算する
ことにより基準時間Ｌを求める。
【００１３】この基準時間Ｌは一定のクランク角の回転
に必要な時間に比例するものである。この基準時間Ｌ
は、Ｄ演算手段４４においてＤの演算に用いられる。
に必要な時間に比例するものである。この基準時間Ｌ
は、Ｄ演算手段４４においてＤの演算に用いられる。
【００１４】燃焼圧センサ３６はピエゾ素子を利用した
もので、燃焼圧Ｐの時間微分ｄＰ／ｄｔを出力し、その
出力波形は図２の（Ｂ）に示すものとなる。ＣＰＵ３０
はゲート閉検出手段４６を持ち、ｄＰ／ｄｔ＝０となる
時点ｔ2を検出する。
もので、燃焼圧Ｐの時間微分ｄＰ／ｄｔを出力し、その
出力波形は図２の（Ｂ）に示すものとなる。ＣＰＵ３０
はゲート閉検出手段４６を持ち、ｄＰ／ｄｔ＝０となる
時点ｔ2を検出する。
【００１５】Ｄ演算手段４４は燃焼圧センサ３６の出力
ｄＰ／ｄｔが最大となる時点ｔ1を求めるものである。
この時点ｔ1はｄＰ／ｄｔをＣＰＵ３０で監視して求め
てもよいが、本実施例では計算によりこの時点ｔ1を先
行して予測し、現実にこの時点ｔ1に到達すると直ちに
ゲートＧ（図２の（Ｂ）参照）を開くものである。
ｄＰ／ｄｔが最大となる時点ｔ1を求めるものである。
この時点ｔ1はｄＰ／ｄｔをＣＰＵ３０で監視して求め
てもよいが、本実施例では計算によりこの時点ｔ1を先
行して予測し、現実にこの時点ｔ1に到達すると直ちに
ゲートＧ（図２の（Ｂ）参照）を開くものである。
【００１６】この計算は、例えばＤ＝Ｌ・｛ｆ＋ｒ・
（√Ｌ−ｃ）｝により求められる。ここにｆ、ｒ、ｃは
定数であり、これら定数を実験あるいは計算に基づいて
適切に設定することにより、基準クランク位置の時点ｔ
0から時間Ｄ経過後の時点ｔ1が、ｄＰ／ｄｔが最大にな
る位置によく一致することが解っている。従って加算手
段４８において基準位置ｔ0に時間Ｄを加算してこのゲ
ートＧ開の時点ｔ1＝ｔ0＋Ｄを求める。
（√Ｌ−ｃ）｝により求められる。ここにｆ、ｒ、ｃは
定数であり、これら定数を実験あるいは計算に基づいて
適切に設定することにより、基準クランク位置の時点ｔ
0から時間Ｄ経過後の時点ｔ1が、ｄＰ／ｄｔが最大にな
る位置によく一致することが解っている。従って加算手
段４８において基準位置ｔ0に時間Ｄを加算してこのゲ
ートＧ開の時点ｔ1＝ｔ0＋Ｄを求める。
【００１７】Ｄの計算は前記の式に代えて種々考え得
る。例えばこの式中で√Ｌの部分をlog Ｌに代えても良
い結果が得られる。またＤ＝τ・（α＋β）を用いても
良い結果が得られることが解った。この式でτはＬによ
り決まる変数でクランク角速度ωの逆数（τ＝１／
ω）、αは定数、βはエンジン回転速度の変動による影
響を調整する変数であってβ＝γ・（ω-1/-2−ｃ）
（但しγ、ｃは定数）とする。
る。例えばこの式中で√Ｌの部分をlog Ｌに代えても良
い結果が得られる。またＤ＝τ・（α＋β）を用いても
良い結果が得られることが解った。この式でτはＬによ
り決まる変数でクランク角速度ωの逆数（τ＝１／
ω）、αは定数、βはエンジン回転速度の変動による影
響を調整する変数であってβ＝γ・（ω-1/-2−ｃ）
（但しγ、ｃは定数）とする。
【００１８】５０は積分手段であり、ＣＰＵ３０から独
立したアナログ積分増幅器で構成されている。この積分
手段５０は燃焼圧センサ３６の出力ｄＰ／ｄｔをゲート
Ｇの開期間、すなわち時点ｔ1からｔ2までの間積分す
る。この積分値は推定トルク値［Ｔ］としてＣＰＵ３０
に入力される。この積分手段５０は、図２（Ｃ）に示す
ように、時点ｔ2での燃焼圧Ｐ（ｔ2）と時点ｔ1での燃
焼圧Ｐ（ｔ1）との差を推定トルク値［Ｔ］として求め
ることを意味する。
立したアナログ積分増幅器で構成されている。この積分
手段５０は燃焼圧センサ３６の出力ｄＰ／ｄｔをゲート
Ｇの開期間、すなわち時点ｔ1からｔ2までの間積分す
る。この積分値は推定トルク値［Ｔ］としてＣＰＵ３０
に入力される。この積分手段５０は、図２（Ｃ）に示す
ように、時点ｔ2での燃焼圧Ｐ（ｔ2）と時点ｔ1での燃
焼圧Ｐ（ｔ1）との差を推定トルク値［Ｔ］として求め
ることを意味する。
【００１９】ＣＰＵ３０は、燃料制御手段５２でこの推
定トルク値［Ｔ］に対応する燃料噴射量を求め、燃料噴
射弁２６を所定時間開く。また点火時期制御手段５４で
はこの推定トルク値［Ｔ］に対応する点火時期を求め、
ＣＤＩなどの点火回路５６に点火信号を送る。この結果
点火栓２８はこの点火信号により点火火花を発生させ
る。
定トルク値［Ｔ］に対応する燃料噴射量を求め、燃料噴
射弁２６を所定時間開く。また点火時期制御手段５４で
はこの推定トルク値［Ｔ］に対応する点火時期を求め、
ＣＤＩなどの点火回路５６に点火信号を送る。この結果
点火栓２８はこの点火信号により点火火花を発生させ
る。
【００２０】この実施例では積分手段５０をアナログ回
路で構成したので、ＣＰＵ３０の演算が簡単で速くな
る。しかしＣＰＵ３０にこの積分回路５０の機能を持た
せてもよいのは勿論である。また積分に代えて適宜数の
サンプリング点のデータを用いて推定トルク値［Ｔ］を
求めてもよい。さらにこの実施例ではゲートＧを閉じる
時点ｔ2をｄＰ／ｄｔ＝０から求めているが、ゲートＧ
の開期間ＧをＧ＝Ｌ・ｗ（ｗは定数）で設定してもよ
い。この場合ゲートＧが閉じる時点ｔ2は、ｔ2＝ｔ1＋
Ｌ・ｗで設定することができる。
路で構成したので、ＣＰＵ３０の演算が簡単で速くな
る。しかしＣＰＵ３０にこの積分回路５０の機能を持た
せてもよいのは勿論である。また積分に代えて適宜数の
サンプリング点のデータを用いて推定トルク値［Ｔ］を
求めてもよい。さらにこの実施例ではゲートＧを閉じる
時点ｔ2をｄＰ／ｄｔ＝０から求めているが、ゲートＧ
の開期間ＧをＧ＝Ｌ・ｗ（ｗは定数）で設定してもよ
い。この場合ゲートＧが閉じる時点ｔ2は、ｔ2＝ｔ1＋
Ｌ・ｗで設定することができる。
【００２１】図３は第２の実施例を示すブロック図、図
４はその動作流れ図である。この実施例は、推定トルク
値［Ｔ］＝｛Ｐ（ｔ2）−Ｐ（ｔ1）｝を求める時間
ｔ1、ｔ2の設定の仕方が、前記図１、２に示した実施例
とは異なるものである。
４はその動作流れ図である。この実施例は、推定トルク
値［Ｔ］＝｛Ｐ（ｔ2）−Ｐ（ｔ1）｝を求める時間
ｔ1、ｔ2の設定の仕方が、前記図１、２に示した実施例
とは異なるものである。
【００２２】図３においてエンジン１０に設けたクラン
ク角センサ３４の出力θ0と、ピエゾ素子からなる燃焼
圧センサ３６の出力ｄＰ／ｄｔとはＡ／Ｄ変換器６０に
入力され、ここでそれぞれデジタル信号に変換されてＣ
ＰＵ３０Ａに入力される。クランク角センサ３４の出力
θ0は、クランク軸の１回転ごとに上死点付近の基準ク
ランク位置で正負に変化する基準クランク角パルス信号
θ0と、所定クランク角ごとに常時出力されるクランク
角パルス信号θPとを含む。
ク角センサ３４の出力θ0と、ピエゾ素子からなる燃焼
圧センサ３６の出力ｄＰ／ｄｔとはＡ／Ｄ変換器６０に
入力され、ここでそれぞれデジタル信号に変換されてＣ
ＰＵ３０Ａに入力される。クランク角センサ３４の出力
θ0は、クランク軸の１回転ごとに上死点付近の基準ク
ランク位置で正負に変化する基準クランク角パルス信号
θ0と、所定クランク角ごとに常時出力されるクランク
角パルス信号θPとを含む。
【００２３】ＣＰＵ３０Ａでは、メモリ６２に記憶した
動作プログラムおよび所定の演算式を用いて図４に示す
動作を行う。エンジン１０が停止中でなければ（ステッ
プ１００）、基準クランク角パルス信号θ0の入力を待
つ（ステップ１０２）。この信号θ0が入力されると、
ＣＰＵ３０Ａは常時入力されているクランク角パルスθ
Pを用いてクランク軸回転速度Ｒ（単位はＲ．Ｐ．Ｍ）
を演算し出力する。４サイクルエンジンの場合にはクラ
ンク軸の２回転に１回づつ基準クランク角パルスθ0を
検出する。
動作プログラムおよび所定の演算式を用いて図４に示す
動作を行う。エンジン１０が停止中でなければ（ステッ
プ１００）、基準クランク角パルス信号θ0の入力を待
つ（ステップ１０２）。この信号θ0が入力されると、
ＣＰＵ３０Ａは常時入力されているクランク角パルスθ
Pを用いてクランク軸回転速度Ｒ（単位はＲ．Ｐ．Ｍ）
を演算し出力する。４サイクルエンジンの場合にはクラ
ンク軸の２回転に１回づつ基準クランク角パルスθ0を
検出する。
【００２４】なおＣＰＵ３０Ａは前記実施例と同様に、
クランク角センサ３４の出力が最大（プラスピーク）と
なることから前記の基準クランク角位置（θ0）を求
め、この時をｔ＝ｔ0とする。そしてこの出力が最小
（マイナスピーク）となるまでの時間、すなわち基準時
間Ｌを求める（ステップ１０４）。ＣＰＵ３０Ａはまた
ｔ＝ｔ0となるプラスピークの基準クランク角位置
（θ0）でタイマをゼロにリセットして積算を始める
（ステップ１０６）。
クランク角センサ３４の出力が最大（プラスピーク）と
なることから前記の基準クランク角位置（θ0）を求
め、この時をｔ＝ｔ0とする。そしてこの出力が最小
（マイナスピーク）となるまでの時間、すなわち基準時
間Ｌを求める（ステップ１０４）。ＣＰＵ３０Ａはまた
ｔ＝ｔ0となるプラスピークの基準クランク角位置
（θ0）でタイマをゼロにリセットして積算を始める
（ステップ１０６）。
【００２５】一方ＣＰＵ３０Ａではｔ1およびｔ2を所定
の演算式により求める（ステップ１０８）。この式はメ
モリ６２に予め記憶されるが、以下のような種々の式を
用いることができる。Ａの式はＬの一次式としたもので
ある。Ｂ、Ｃ、ＤはＬの２次式あるいは多項式としたも
のである。
の演算式により求める（ステップ１０８）。この式はメ
モリ６２に予め記憶されるが、以下のような種々の式を
用いることができる。Ａの式はＬの一次式としたもので
ある。Ｂ、Ｃ、ＤはＬの２次式あるいは多項式としたも
のである。
【００２６】
【数１】
Ａ：ｔ1＝μＬ＋ν
ｔ2＝ｔ1＋λＬ
Ｂ：ｔ1＝μＬ＋νＬ2
ｔ2＝ｔ1＋λＬ＋ｋＬ2
Ｃ：ｔ1＝μＬ＋νＬ3/2
ｔ2＝ｔ1＋λＬ＋ｋＬ3/2
Ｄ：ｔ1＝μＬ＋ν・Ｌ／log Ｌ
ｔ2＝ｔ1＋λＬ＋ｋ・Ｌ／log Ｌ
【００２７】どの式を用いるかは、エンジン１０や燃焼
圧センサ３６の出力波形等によるが、実験により決定す
べきものである。ＣＰＵ３０Ａはｔ＝ｔ1となる時点で
（ステップ１１０）、その時の燃焼圧Ｐ（ｔ1）を求め
メモリする（ステップ１１２）。この燃焼圧Ｐ（ｔ1）
は燃焼圧センサ４６の出力ｄｐ／ｄｔを積分することに
より求める。
圧センサ３６の出力波形等によるが、実験により決定す
べきものである。ＣＰＵ３０Ａはｔ＝ｔ1となる時点で
（ステップ１１０）、その時の燃焼圧Ｐ（ｔ1）を求め
メモリする（ステップ１１２）。この燃焼圧Ｐ（ｔ1）
は燃焼圧センサ４６の出力ｄｐ／ｄｔを積分することに
より求める。
【００２８】次にｔ＝ｔ2になる時点で（ステップ１１
４）、Ｐ（ｔ2）を求め、推定トルク値［Ｔ］＝｛Ｐ
（ｔ2）−Ｐ（ｔ1）｝の演算を行う（ステップ１１
６）。ＣＰＵ３０Ａはさらにこの推定トルク値［Ｔ］に
定数Ｔ0を積算することにより、トルクＴ＝Ｔ0・［Ｔ］
を求めて出力する（ステップ１１８）。そしてステップ
１００に戻り、以上の動作を繰り返す。なおステップ１
００〜１１８までの動作周期は、エンジンの回転周期に
比べて十分に速く、一周期の動作は実質上瞬時に行われ
るから、演算による遅れはほとんど問題にならない。
４）、Ｐ（ｔ2）を求め、推定トルク値［Ｔ］＝｛Ｐ
（ｔ2）−Ｐ（ｔ1）｝の演算を行う（ステップ１１
６）。ＣＰＵ３０Ａはさらにこの推定トルク値［Ｔ］に
定数Ｔ0を積算することにより、トルクＴ＝Ｔ0・［Ｔ］
を求めて出力する（ステップ１１８）。そしてステップ
１００に戻り、以上の動作を繰り返す。なおステップ１
００〜１１８までの動作周期は、エンジンの回転周期に
比べて十分に速く、一周期の動作は実質上瞬時に行われ
るから、演算による遅れはほとんど問題にならない。
【００２９】図５は第３の実施例の動作流れ図である。
この実施例は、クランク角センサ３４がクランク軸の微
小回転角度ごとに常時出力するクランク角パルスθpを
用いてクランク角θを求め、クランク角θがｔ1、ｔ2に
対応する角度θ1θ2において燃焼圧Ｐ（θ1）、Ｐ
（θ2）を求めるものである。
この実施例は、クランク角センサ３４がクランク軸の微
小回転角度ごとに常時出力するクランク角パルスθpを
用いてクランク角θを求め、クランク角θがｔ1、ｔ2に
対応する角度θ1θ2において燃焼圧Ｐ（θ1）、Ｐ
（θ2）を求めるものである。
【００３０】すなわち図５では、図４と同様に基準クラ
ンク角位置（θ0）を求め（ステップ１０２）、クラン
ク回転速度Ｒおよび基準時間Ｌを求めた後（ステップ１
０４）、ｔ1とｔ2を演算する（ステップ１０８）。そし
てステップ１０８で求めたｔ1、ｔ2に対応するクランク
角θ1およびθ2を求める。この計算はクランク軸回転速
度Ｒ（Ｒ．Ｐ．Ｍ）を用いて、ステップ１０８Ａに示す
式により行う。
ンク角位置（θ0）を求め（ステップ１０２）、クラン
ク回転速度Ｒおよび基準時間Ｌを求めた後（ステップ１
０４）、ｔ1とｔ2を演算する（ステップ１０８）。そし
てステップ１０８で求めたｔ1、ｔ2に対応するクランク
角θ1およびθ2を求める。この計算はクランク軸回転速
度Ｒ（Ｒ．Ｐ．Ｍ）を用いて、ステップ１０８Ａに示す
式により行う。
【００３１】クランク角θがθ1になると（ステップ１
１０Ａ）、この時の燃焼圧Ｐ（θ1）を求めてメモリす
る（ステップ１１２Ａ）。同様にθ≧θ2になると（ス
テップ１１４Ａ）、推定トルク値［Ｔ］を、［Ｔ］＝
（｛Ｐ（θ2）−Ｐ（θ1）｝により求める（ステップ１
１６Ａ）。そしてＴ＝Ｔ0・［Ｔ］によりトルクＴを求
めるものである（ステップ１１８）。この実施例によれ
ばタイマーが不要になる。
１０Ａ）、この時の燃焼圧Ｐ（θ1）を求めてメモリす
る（ステップ１１２Ａ）。同様にθ≧θ2になると（ス
テップ１１４Ａ）、推定トルク値［Ｔ］を、［Ｔ］＝
（｛Ｐ（θ2）−Ｐ（θ1）｝により求める（ステップ１
１６Ａ）。そしてＴ＝Ｔ0・［Ｔ］によりトルクＴを求
めるものである（ステップ１１８）。この実施例によれ
ばタイマーが不要になる。
【００３２】図６は第４の実施例を示すブロック図、図
７はその動作流れ図である。図６において６４はチャー
ジアンプであり、燃焼圧センサ３６の出力ｄＰ／ｄｔを
積分して、燃焼圧Ｐを示すアナログ信号に変換する。Ｃ
ＰＵ３０Ｂでは基準クランク角（θ0）を検出し（ステ
ップ１０２）、回転速度Ｒを演算し出力する（ステップ
１０４Ｂ）。
７はその動作流れ図である。図６において６４はチャー
ジアンプであり、燃焼圧センサ３６の出力ｄＰ／ｄｔを
積分して、燃焼圧Ｐを示すアナログ信号に変換する。Ｃ
ＰＵ３０Ｂでは基準クランク角（θ0）を検出し（ステ
ップ１０２）、回転速度Ｒを演算し出力する（ステップ
１０４Ｂ）。
【００３３】ＣＰＵ３０Ｂはチャージアンプ６４で求め
た燃焼圧Ｐの微分値ｄＰ／ｄｔを求め（ステップ２０
０）、この微分値ｄＰ／ｄｔが最大値となる時点をｔ1
とする（ステップ２０２）。そしてこの時点ｔ1におけ
る燃焼圧Ｐ（ｔ1）をメモリする（ステップ２０４）。
ＣＰＵ３０Ｂは再びｄＰ／ｄｔの演算を行い（ステップ
２０６）、ｄＰ／ｄｔ＝０となる時点ｔ2を求める（ス
テップ２０８）。そしてこの時の燃焼圧Ｐ（ｔ2）をメ
モリする。
た燃焼圧Ｐの微分値ｄＰ／ｄｔを求め（ステップ２０
０）、この微分値ｄＰ／ｄｔが最大値となる時点をｔ1
とする（ステップ２０２）。そしてこの時点ｔ1におけ
る燃焼圧Ｐ（ｔ1）をメモリする（ステップ２０４）。
ＣＰＵ３０Ｂは再びｄＰ／ｄｔの演算を行い（ステップ
２０６）、ｄＰ／ｄｔ＝０となる時点ｔ2を求める（ス
テップ２０８）。そしてこの時の燃焼圧Ｐ（ｔ2）をメ
モリする。
【００３４】次に燃焼圧Ｐ（ｔ2）とＰ（ｔ1）の差を推
定トルク値［Ｔ］とし（ステップ２１２）、さらにトル
クＴをＴ0・［Ｔ］により求める（ステップ１１８）。
この図では図４、５と同一部分に同一符号を付したか
ら、その説明は繰り返さない。この図７の実施例によれ
ば、ｄＰ／ｄｔの最大および０の時点ｔ1、ｔ2を検出し
てその時の燃焼圧を求めるから、エンジン回転速度Ｒの
変動があっても正確にトルクＴを求められる。またｄＰ
／ｄｔの最大および０はＣＰＵ３０Ｂのプログラムで判
断でき、ｄＰ／ｄｔの積分もプログラムで処理できるか
ら、構成が簡単である。
定トルク値［Ｔ］とし（ステップ２１２）、さらにトル
クＴをＴ0・［Ｔ］により求める（ステップ１１８）。
この図では図４、５と同一部分に同一符号を付したか
ら、その説明は繰り返さない。この図７の実施例によれ
ば、ｄＰ／ｄｔの最大および０の時点ｔ1、ｔ2を検出し
てその時の燃焼圧を求めるから、エンジン回転速度Ｒの
変動があっても正確にトルクＴを求められる。またｄＰ
／ｄｔの最大および０はＣＰＵ３０Ｂのプログラムで判
断でき、ｄＰ／ｄｔの積分もプログラムで処理できるか
ら、構成が簡単である。
【００３５】図８はｔ1、ｔ2の設定方法の他の実施例を
説明する図である。前記の第１〜第４の実施例では、ｄ
Ｐ／ｄｔが最大および０になる時点ｔ1、ｔ2で燃焼圧Ｐ
（ｔ1）、Ｐ（ｔ2）を求めている。しかし本発明はこれ
らの時点ｔ1、ｔ2の近傍の時点でもよく、例えば図８に
示すｔ1′、ｔ2、′やｔ1″における燃焼圧Ｐ
（ｔ1′）、Ｐ（ｔ2′）およびＰ（ｔ1″）を用いても
よい。
説明する図である。前記の第１〜第４の実施例では、ｄ
Ｐ／ｄｔが最大および０になる時点ｔ1、ｔ2で燃焼圧Ｐ
（ｔ1）、Ｐ（ｔ2）を求めている。しかし本発明はこれ
らの時点ｔ1、ｔ2の近傍の時点でもよく、例えば図８に
示すｔ1′、ｔ2、′やｔ1″における燃焼圧Ｐ
（ｔ1′）、Ｐ（ｔ2′）およびＰ（ｔ1″）を用いても
よい。
【００３６】この図８においてｔ1′とｔ2′は、それぞ
れｔ1、ｔ2よりも一定時間Ｌα、Ｌβだけ進角させたも
のである。ここにＬは基準時間、α、βは定数である。
またｔ＝ｔ0を基準にすれば（図２参照）ｔ1＝Ｄである
から、ｔ1′はｔ1′＝（Ｄ−Ｌα）となり、ｔ2′＝
（Ｄ＋Ｌｗ−Ｌβ）となる。ここにＬｗは、図２に示す
（ｔ2−ｔ1）に対応するものである。ｔ2″はｔ2をＬβ
遅角させたものである。従ってｔ2″は、ｔ2″＝（Ｄ＋
Ｌｗ＋Ｌβ）となる。
れｔ1、ｔ2よりも一定時間Ｌα、Ｌβだけ進角させたも
のである。ここにＬは基準時間、α、βは定数である。
またｔ＝ｔ0を基準にすれば（図２参照）ｔ1＝Ｄである
から、ｔ1′はｔ1′＝（Ｄ−Ｌα）となり、ｔ2′＝
（Ｄ＋Ｌｗ−Ｌβ）となる。ここにＬｗは、図２に示す
（ｔ2−ｔ1）に対応するものである。ｔ2″はｔ2をＬβ
遅角させたものである。従ってｔ2″は、ｔ2″＝（Ｄ＋
Ｌｗ＋Ｌβ）となる。
【００３７】ここに図８に示すＰの曲線は、ｔ2付近で
傾きが小さくｔ1付近で傾きが大きいから、α＜βに設
定しておくべきである。またｔ2′はｔ1とｔ2の中間よ
りもｔ2側に位置するのが望ましいことから、β／ｗ＜
０．５に設定すべきである。このようにｔ1′、ｔ2′あ
るいはｔ2″を求めた時には、推定トルク値［Ｔ］は、
例えば｛Ｐ（ｔ2′）−Ｐ（ｔ1′）｝、｛Ｐ（ｔ2″）
−Ｐ（ｔ1′）｝などにより求めることができる。従っ
てこの［Ｔ］を用いてさらにトルクＴを、例えばＴ＝Ｔ
0・［Ｔ］により求めることができる。
傾きが小さくｔ1付近で傾きが大きいから、α＜βに設
定しておくべきである。またｔ2′はｔ1とｔ2の中間よ
りもｔ2側に位置するのが望ましいことから、β／ｗ＜
０．５に設定すべきである。このようにｔ1′、ｔ2′あ
るいはｔ2″を求めた時には、推定トルク値［Ｔ］は、
例えば｛Ｐ（ｔ2′）−Ｐ（ｔ1′）｝、｛Ｐ（ｔ2″）
−Ｐ（ｔ1′）｝などにより求めることができる。従っ
てこの［Ｔ］を用いてさらにトルクＴを、例えばＴ＝Ｔ
0・［Ｔ］により求めることができる。
【００３８】求めた推定トルク値［Ｔ］は、実施例のよ
うに燃料噴射量や点火時期の制御だけでなく、ＥＧＲ量
の制御、排気に添加する二次空気量の制御などに用いる
ことができる。吸排気弁の開閉タイミングを可変とした
可変バルブタイミング機能を有する場合には、このバル
ブタイミングを推定トルク値［Ｔ］を用いて制御しても
よい。
うに燃料噴射量や点火時期の制御だけでなく、ＥＧＲ量
の制御、排気に添加する二次空気量の制御などに用いる
ことができる。吸排気弁の開閉タイミングを可変とした
可変バルブタイミング機能を有する場合には、このバル
ブタイミングを推定トルク値［Ｔ］を用いて制御しても
よい。
【００３９】
【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、燃焼圧
の時間微分ｄＰ／ｄｔが最大値になる時点（ｔ1）から
０になる時点（ｔ2）までの間、前記燃焼圧の時間微分
（ｄＰ／ｄｔ）を積分し、この求めた積分値を用いてエ
ンジン出力トルク（推定トルク値［Ｔ］）を推定するも
のであるから、燃焼圧センサの出力のサンプリング回数
が少なくなり、演算処理速度を高くすることができる。
また燃焼圧の最大値のみを用いてトルクを推定するもの
でないから、精度が向上する。
の時間微分ｄＰ／ｄｔが最大値になる時点（ｔ1）から
０になる時点（ｔ2）までの間、前記燃焼圧の時間微分
（ｄＰ／ｄｔ）を積分し、この求めた積分値を用いてエ
ンジン出力トルク（推定トルク値［Ｔ］）を推定するも
のであるから、燃焼圧センサの出力のサンプリング回数
が少なくなり、演算処理速度を高くすることができる。
また燃焼圧の最大値のみを用いてトルクを推定するもの
でないから、精度が向上する。
【００４０】ここに燃焼圧センサとしてピエゾ素子を用
いた場合には、その出力は燃焼圧の時間微分となり、こ
れをアナログ積分増幅器で積分すれば、ＣＰＵの演算処
理は一層速くなる（請求項２）。積分値に代えて、時点
（ｔ2）の燃焼圧Ｐ（ｔ2）と時点（ｔ1）の燃焼圧Ｐ
（ｔ1）との差［Ｐ（ｔ2）−Ｐ（ｔ1）］を用いること
も可能である（請求項３）。
いた場合には、その出力は燃焼圧の時間微分となり、こ
れをアナログ積分増幅器で積分すれば、ＣＰＵの演算処
理は一層速くなる（請求項２）。積分値に代えて、時点
（ｔ2）の燃焼圧Ｐ（ｔ2）と時点（ｔ1）の燃焼圧Ｐ
（ｔ1）との差［Ｐ（ｔ2）−Ｐ（ｔ1）］を用いること
も可能である（請求項３）。
【図１】本発明の一実施例のブロック図
【図２】その動作説明図
【図３】第２の実施例のブロック図
【図４】その動作流れ図
【図５】第３の実施例の動作流れ図
【図６】第４の実施例のブロック図
【図７】その動作流れ図
【図８】ｔ1、ｔ2の他の設定方法を説明する図
１０ エンジン
３０、３０Ａ、３０Ｂ ＣＰＵ
３２ カム軸角センサ
３４ クランク角センサ
３６ 燃焼圧センサ
４０ 基準クランク位置検出手段
４２ 基準時間演算手段
４４ Ｄ演算手段
５０ 積分手段
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−259669（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−209952（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−180125（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−238434（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−253943（ＪＰ，Ａ)
実開 昭64−15937（ＪＰ，Ｕ)
特表 平４−504605（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 41/00 - 45/00
Claims (3)
- 【請求項１】 燃焼圧センサの出力を用いてエンジン出
力トルクを推定する方法において、前記燃焼圧Ｐの時間
微分（ｄＰ／ｄｔ）が最大値になる時点（ｔ1）から前
記時間微分が０になる時点（ｔ2）まで前記時間微分を
積分し、求めた積分値によってエンジン出力トルクを推
定することを特徴とするエンジンのトルク検出方法。 - 【請求項２】 燃焼圧センサは燃焼圧Ｐの時間微分（ｄ
Ｐ／ｄｔ）を出力するピエゾ素子で形成され、燃焼圧Ｐ
はこの燃焼圧センサの出力をアナログ積分増幅器で積分
することにより求める請求項１のエンジンのトルク検出
方法。 - 【請求項３】 請求項１において、積分値に代えて、燃
焼圧Ｐの時間微分（ｄＰ／ｄｔ）が０になる時点
（ｔ2）の燃焼圧Ｐ（ｔ2）と、前記時間微分（ｄＰ／ｄ
ｔ）が最大値になる時点（ｔ1）の燃焼圧Ｐ（ｔ1）との
差［Ｐ（ｔ2）−Ｐ（ｔ1）］を用いるエンジンのトルク
検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06211894A JP3436408B2 (ja) | 1993-03-08 | 1994-03-08 | エンジンのトルク検出方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7071593 | 1993-03-08 | ||
| JP5-70715 | 1993-03-08 | ||
| JP06211894A JP3436408B2 (ja) | 1993-03-08 | 1994-03-08 | エンジンのトルク検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH074302A JPH074302A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3436408B2 true JP3436408B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=26403176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06211894A Expired - Lifetime JP3436408B2 (ja) | 1993-03-08 | 1994-03-08 | エンジンのトルク検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3436408B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020121266A1 (en) | 2000-08-31 | 2002-09-05 | Hitachi, Ltd. | Internal combustion engine, and control apparatus and method thereof |
| WO1999047800A1 (fr) * | 1998-03-19 | 1999-09-23 | Hitachi, Ltd. | Moteur a combustion interne, appareil de gestion pour un moteur a combustion interne et son procede de gestion |
| JP5876462B2 (ja) * | 2013-12-02 | 2016-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP06211894A patent/JP3436408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH074302A (ja) | 1995-01-10 |
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