JP4389877B2 - 車両に搭載された内燃機関の推定トルク算出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関の制御に関し、特に、内燃機関から発生する推定トルクを的確に算出する装置に関する。

運転者のアクセルペダル操作とは独立にエンジン出力トルクを制御することが可能なエンジンと自動変速機とを備えた車両において、運転者のアクセルペダル操作量や車両の運転条件等に基づいて算出された正負の目標駆動トルクを、エンジントルクと自動変速機の変速ギヤ比で実現する「駆動力制御」という考え方がある。また、「駆動力要求型」や「駆動力ディマンド型」や「トルクディマンド方式」などと呼ばれる制御手法も、これに類する。

トルクディマンド方式のエンジン制御装置は、アクセル操作量とエンジン回転数と外部負荷とに基づき、エンジンの目標トルクを算出し、この目標トルクに応じて燃料噴射量と供給空気量とを制御する。

このようなトルクディマンド方式のエンジン制御装置では、実際は、要求出力トルクに対し、エンジンやパワートレーン系でロスとなる摩擦トルクなどの損失負荷トルクを加えて、目標発生トルクとして算出し、これを実現するように燃料噴射量と供給空気量とを制御することになる。

このトルクディマンド方式のエンジン制御装置によると、車両の制御に直接作用する物理量であるエンジンのトルクを制御の基準値とすることにより、常に一定の操縦感覚を維持できる等、運転性を向上させることができる。

このようなトルクディマンド方式のエンジン制御装置においては、エンジンから発生するトルクを目標値としてエンジンが制御される。このため、エンジンから発生するトルクをどのように推定するのかが大きく関連する。

特開２００５−１２０８８６号公報（特許文献１）は、空燃比制御に関するものであるが、実図示トルクを精度高く算出する内燃機関の制御装置を開示する。この内燃機関の制御装置は、アイドル運転時に燃焼状態の情報に基づいて実図示トルクを算出する実図示トルク算出手段と、アイドル運転時に内燃機関への供給物理量の情報に基づいて基準空燃比における基準空燃比図示トルクを算出する基準空燃比図示トルク算出手段と、実図示トルクと基準空燃比図示トルクとに基づいて実空燃比の推定値（以下「推定空燃比」という）を算出する推定空燃比算出手段とを備える。

この内燃機関の制御装置によると、アイドル運転時は、車両駆動系を駆動しないため、燃焼状態の情報に基づいて実図示トルクを算出することができ、この実図示トルクは、気筒内で実際に燃焼した混合気の実空燃比を精度よく反映したパラメータとなる。従って、実図示トルクと基準空燃比図示トルクとを用いれば、実空燃比と基準空燃比との関係を求めることができ、その関係から実空燃比を推定することができる（つまり、推定空燃比を算出することができる）。この場合、実図示トルクの具体的な算出方法としては、機関回転速度と機関温度の情報（たとえば冷却水温）とに基づいて機械摩擦損失を算出し、吸気管圧力に基づいてポンピング損失を算出するとともに、補機類の作動状態に基づいて外部負荷トルクを算出し、機械摩擦損失とポンピング損失と外部負荷トルクとを足し合わせて実図示トルクを求めるようにしても良い。アイドル運転時は、内部損失トルク（機械摩擦損失とポンピング損失）と、外部負荷トルク（エアコンのコンプレッサ等の補機類の負荷トルク）とを足し合わせたものが実図示トルクとなる。これにより、機械摩擦損失、ポンピング損失、外部負荷トルクを、それぞれ精度よく算出して、これらを足し合わせた実図示トルクを精度よく算出することができる。
特開２００５−１２０８８６号公報

ところで、比較的高回転領域においては、吸気系や燃焼系が安定的であるため、内燃機関の運転状態は安定化する。一方、低回転領域においては、吸気系や燃焼系の不安定になる傾向に加えて、アイドル回転数制御（ＩＳＣ（Idle Speed Control））の介入や内燃機関の負荷出力の増大により、内燃機関の運転状態は、安定化しない。このため、低回転領域において各損失や外部負荷を考慮して内燃機関のトルクを推定しても、低回転領域では推定精度が悪化する可能性がある。

しかしながら、上述した特許文献１においては、このような低回転領域における内燃機関の推定トルクの精度悪化についての言及がない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関の負荷領域にかかわらず精度高く内燃機関の推定トルクを算出することができる、車両に搭載された内燃機関の推定トルク算出装置を提供することである。

第１の発明に係る推定トルク算出装置は、車両に搭載された内燃機関の推定トルクを算出する。この算出装置は、内燃機関の負荷に基づいて、内燃機関の出力トルクを推定するための第１のトルク推定手段と、内燃機関の回転数をパラメータとしたマップに基づいて、内燃機関の出力トルクを推定するための第２のトルク推定手段と、内燃機関に接続されたトルクコンバータの特性に基づく数値を算出するための算出手段と、数値に基づいて、第１の推定手段により推定された出力トルクおよび第２の推定手段により推定された出力トルクのいずれかを推定トルクとして設定するための設定手段とを含む。

第１の発明によると、内燃機関に接続されたトルクコンバータの特性に基づく数値を用いて、内燃機関の運転状態を第１の運転領域と第２の運転領域とに判別する。第１の運転領域は、吸気系や燃焼系が安定的である領域であって、第１のトルク推定手段により内燃機関の負荷に基づいて推定された出力トルクを推定トルクとして設定する。第２の運転領域は、吸気系や燃焼系が安定的でない領域（アイドル領域等）であって、第２のトルク推定手段により内燃機関の回転数をパラメータとしたマップに基づいて推定された出力トルクを推定トルクとして設定する。このようにすると、特に、第２の領域において、内燃機関の運転状態が安定的でなくとも、実際の内燃機関の負荷に基づいて推定トルクを算出するのではなく、予め準備されたマップを用いて推定トルクを算出する。そのため、第２の領域における内燃機関の推定トルクの精度が高くなる。その結果、内燃機関の負荷領域にかかわらず精度高く内燃機関の推定トルクを算出することができる、内燃機関の推定トルク算出装置を提供することができる。

第２の発明に係る推定トルク算出装置においては、第１の発明の構成に加えて、第１のトルク推定手段は、内燃機関のスロットル開度および点火時期に基づいて、内燃機関の出力トルクを推定するための手段を含む。

第２の発明によると、第１の運転領域である、吸気系や燃焼系が安定的である領域においては、内燃機関のスロットル開度および点火時期に基づいて、内燃機関の出力トルクを精度高く推定することができる。

第３の発明に係る推定トルク算出装置においては、第１の発明の構成に加えて、第２のトルク推定手段は、内燃機関の回転数および内燃機関の温度をパラメータとしたマップに基づいて、内燃機関の出力トルクを推定するための手段を含む。

第３の発明によると、第２の運転領域である、吸気系や燃焼系が安定的でない領域においては、内燃機関の回転数および内燃機関の温度をパラメータとしたマップに基づいて、内燃機関の出力トルクを精度高く推定することができる。

第４の発明に係る推定トルク算出装置においては、第１の発明の構成に加えて、第２のトルク推定手段は、内燃機関の回転数および内燃機関にトルクコンバータを介して接続された自動変速機の作動油の温度をパラメータとしたマップに基づいて、内燃機関の出力トルクを推定するための手段を含む。

第４の発明によると、第２の運転領域である、吸気系や燃焼系が安定的でない領域においては、内燃機関の回転数および自動変速機の作動油の温度をパラメータとしたマップに基づいて、内燃機関の出力トルクを精度高く推定することができる。

第５の発明に係る推定トルク算出装置においては、第１の発明の構成に加えて、第２のトルク推定手段は、内燃機関の回転数および内燃機関の温度をパラメータとしたマップならびに内燃機関の回転数および内燃機関にトルクコンバータを介して接続された自動変速機の作動油の温度をパラメータとしたマップに基づいて、内燃機関の出力トルクを推定するための手段を含む。

第５の発明によると、第３の発明および第４の発明を組合わせて、第２の運転領域である、吸気系や燃焼系が安定的でない領域においては、内燃機関の出力トルクをさらに精度高く推定することができる。

第６の発明に係る推定トルク算出装置においては、第１の発明の構成に加えて、算出手段は、トルクコンバータのトルク容量と内燃機関の回転数とに基づいて、トルクコンバータの入力軸を回転させるためのポンプトルクを数値として算出するための手段を含む。

第６の発明によると、トルクコンバータのポンプトルクを算出して、これを用いて、第１の運転領域および第２の運転領域を判別することができる。

第７の発明に係る推定トルク算出装置においては、第６の発明の構成に加えて、設定手段は、ポンプトルクと内燃機関の負荷に基づいて算出された出力トルクとを比較して、ポンプトルクの方が大きいと第１の推定手段により推定された出力トルクを、ポンプトルクの方が小さいと第２の推定手段により推定された出力トルクを、推定トルクとして設定するための手段を含む。

第７の発明によると、ポンプトルクがエンジントルクよりも大きいと第１の運転領域であると判別して、第１の推定手段により推定された出力トルクを推定トルクと設定する。また、ポンプトルクがエンジントルクより小さいと第２の運転領域であると判別して、第２の推定手段により推定された出力トルクを推定トルクと設定する。このため、ポンプトルクと出力トルクとを比較して、内燃機関の運転領域を判別して、それぞれの運転領域に合致した推定トルクを算出することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係るエンジンの推定トルク算出装置が適用される車両の構成について説明する。このエンジンの推定トルク算出装置は、エンジン１００、自動変速機２００等から入力された信号に基づいてＥＣＵ（Electronic Control Unit）において実行されるプログラムにより実現される。

図１に示すように、このエンジンの推定トルク算出装置が適用される車両は、駆動源としてフロントにエンジン１００を搭載して、自動変速機２００、プロペラシャフト３００、ディファレンシャルギヤ３１０を介して駆動輪４１０に駆動力が伝達される。また、ステアリングにより操作されて車両を操舵するために従動輪４００を備える。

なお、本実施の形態においては、このようにエンジンの推定トルク算出装置が適用される車両はＦＲ（Front Engine Rear wheel drive）の形式のパワートレーンを有する車両である。ただし、本発明はこのようなパワートレーンを有する車両に限定されて適用されるものではない。

図２に示すように、図１のエンジン１００について詳細に説明する。エンジン１００は、エンジン本体１５０と、吸気系１５２と、排気系１５４と、主としてエンジン１００を制御するＥＣＵ１０００とを含む。

吸気系１５２は、吸気通路１１０と、エアクリーナ１１８と、エアーフローメータ１０４と、スロットルモータ１１４と、スロットルバルブ１１２と、スロットルポジションセンサ１１６とを含む。

エアクリーナ１１８から吸気された空気は、吸気通路１１０を通り、エンジン本体１５０に流通する。吸気通路１１０の途中には、スロットルバルブ１１２が設けられる。スロットルバルブ１１２は、スロットルモータ１１４が作動することにより開閉される。このとき、スロットルバルブ１１２の開度は、スロットルポジションセンサ１１６により検知することが可能となる。エアクリーナ１１８とスロットルバルブ１１２との間における吸気通路には、エアーフローメータ１０４が設けられており、吸気された空気量を検知する。エアーフローメータ１０４には、吸入空気量ＱＡを表わす吸気量信号をＥＣＵ１０００に送信する。

エンジン本体１５０は、冷却水通路１２２と、シリンダブロック１２４と、インジェクタ１２６と、ピストン１２８と、クランクシャフト１３０と、水温センサ１０６と、クランクポジションセンサ１３２とを含む。

シリンダブロック１２４の気筒数に対応した数のシリンダ内には、それぞれピストン１２８が設けられる。ピストン１２８上部の燃焼室に吸気通路１１０を通って、インジェクタ１２６から噴射された燃料と吸気された空気との混合気が導入されて、点火プラグ（図示せず）の点火により燃焼する。燃焼が生じると、ピストン１２８が押し下げられる。このとき、ピストン１２８の上下運動は、クランク機構を介して、クランクシャフト１３０の回転運動に変換される。なお、エンジン本体１５０の回転数ＮＥは、クランクポジションセンサ１３２により検知された信号に基づいてＥＣＵ１０００が検知する。

シリンダブロック１２４内には、冷却水通路１２２が設けられており、ウォータポンプ（図示せず）の作動により、冷却水が循環する。この冷却水通路１２２内の冷却水は、冷却水通路１２２に接続されたラジエータ（図示せず）へと流通して冷却ファン（図示せず）により放熱される。冷却水通路１２２の通路上には水温センサ１０６が設けられており、冷却水通路１２２内の冷却水の温度を検知する。水温センサ１０６は、検知した水温を、水温信号としてＥＣＵ１０００に送信する。

排気系１５４は、排気通路１０８と、第１の空燃比センサ１０２Ａと、第２の空燃比センサ１０２Ｂと、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａと、第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂとを含む。第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの上流側に第１の空燃比センサ１０２Ａが設けられ、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの下流側（第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂの上流側）に第２の空燃比センサ１０２Ｂが設けられる。なお、三元触媒コンバータは１個でもよい。

このエンジン本体１５０には、ＥＣＵ１０００により実行されるＩＳＣ制御が備えられる。ＩＳＣ制御は、アイドル状態においてエンジン１００がエンジンストールしないように、スロットルバルブ１１２の開度を調整する。

この車両においては、アクセルペダル開度、クルーズコントロール、ＴＲＣ（TRaction Control System）等からエンジン１００への要求トルクが算出されて、要求トルクを発生するようにエンジン１００をＥＣＵ１０００が制御する。

図３に、本実施の形態に係るエンジンの推定トルク算出装置が適用される車両のパワートレーンについて説明する。

図３に示すように、上述したように、この車両には、エンジン１００と、自動変速機２００（トルクコンバータ２１０および変速機構２２０）と、これらを制御するＥＣＵ１０００とを含む。ＥＣＵ１０００には、アクセルペダルの開度を示す信号がアクセルペダル開度センサから入力されたり、ブレーキスイッチ（フットブレーキが踏まれていることを検知するスイッチ）からの信号が入力される。

自動変速機２００は、流体継手であるトルクコンバータ２１０と、変速機構である（１）歯車式の有段変速機構、（２）ベルト式の無段変速機構、（３）トラクション式の無段変速機構のいずれかとから構成される。以下においては、変速機構２２０は、歯車式の変速機構として説明する。

この流体継手であるトルクコンバータ２１０は、エンジン１００側の部材であるポンプ２１２（ポンプインペラー）と、変速機構２２０側の部材であるタービン２１４（タービンランナ）とから構成される。なお、このトルクコンバータ２１０の構造は一般的なものであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。

なお、エンジン１００の回転数をＮＥ（以下においては、エンジン回転数またはエンジン回転数ＮＥまたは単にＮＥと記載する）、エンジン１００のトルクをＴＥ（以下においては、エンジントルクまたはエンジントルクＴＥまたは単にＴＥと記載する）、トルクコンバータ２１０の入力軸側のトルクをＴＰ（以下においては、ポンプトルクまたはポンプトルクＴＰまたは単にＴＰと記載する）、トルクコンバータ２１０の出力軸回転数をＮＴ（以下においては、タービン回転数またはタービン回転数ＮＴまたは単にＮＴと記載する）トルクコンバータ２１０の出力軸トルクをＴＴ（以下においては、タービントルクまたはタービントルクＴＴまたは単にＴＴと記載する）、自動変速機２００の出力軸回転数をＮＯＵＴ（以下においては、出力軸回転数または出力軸回転数ＮＯＵＴまたは単にＮＯＵＴと記載する）と記載する。また、変速機構のギヤ比は、タービン回転数ＮＴ／出力軸回転数ＮＯＵＴになる。なお、トルクコンバータ２１０の入力軸側のトルクであるＴＰは、入力軸を回転させるために必要なトルクとなる。また、単にエンジントルクと記載する場合であっても、エンジントルクをセンサで直接検知することができないので、推定されたエンジントルクの意味である。

図４に、トルクコンバータ２１０の特性曲線を表わす。なお、図４は、一般的なトルクコンバータの特性性能を表わし、横軸は、速度比Ｅ（＝ＮＴ／ＮＥ）である。縦軸は、トルク比Ｔ、効率η、トルク容量Ｃである。なお、トルク比Ｔ＝ＴＴ／ＴＥ、効率η＝出力軸馬力／入力軸馬力、トルク容量Ｃ＝ＴＰ／ＮＥ²である。

エンジン１００の回転数ＮＥとタービン回転数ＮＴとを回転数センサで検知して速度比Ｅが算出される。図４に示すトルクコンバータ２１０の特性曲線を用いて、速度比Ｅに基づいてその速度比Ｅにおけるトルク容量Ｃが算出される。トルク容量Ｃとエンジン回転数ＮＥとが算出されるので、ＴＰ＝Ｃ・ＮＥ²によりポンプトルクＴＰが算出できる。

図５に、エンジン回転数（ＮＥ）とポンプトルク（ＴＰ）との関係を、トルク容量Ｃをパラメータとして表わす。図５に示すように、エンジン回転数とポンプトルクとの関係はトルク容量Ｃにより変化する。図５のトルク容量がＣ（１）である場合（すなわち、速度比Ｅに基づいて図４を用いて算出されたトルク容量ＣがＣ（１）である場合）について、説明する。ＥＣＵ１０００は、主として吸入空気量ＱＡと点火時期とに基づいてエンジン１００が出力するエンジントルクＴＥを算出する。トルク容量ＣがＣ（１）の場合に、エンジントルクＴＥが図５のＴＥの大きさであるとすると、ΔＴＥ分は、トルクコンバータ２１０よりも駆動輪側に伝達されないトルクとなる。

本実施の形態に係るエンジンの推定トルク算出装置においては、エンジン１００のトルクを推定するにあたって、このＴＰとＴＥの大小関係に基づいて、推定方法を切り換える。これは、エンジン１００の高回転領域においては、エンジン１００の吸気系や燃焼系が安定的であるため、エンジン１００の運転状態は安定化しているので、主として吸入空気量ＱＡと点火時期とに基づいて算出されるエンジン１００が出力するエンジントルクＴＥは精度が高い。一方、低回転領域においては、吸気系や燃焼系の不安定になる傾向に加えて、ＩＳＣ制御の介入や内燃機関の負荷出力の変化により、内燃機関の運転状態は、安定化しないので、主として吸入空気量ＱＡと点火時期とに基づいて算出されるエンジン１００が出力するエンジントルクＴＥは精度が低い。このため、低回転領域を、ＴＰ＜ＴＥの領域と定義して、吸入空気量ＱＡと点火時期とに基づいてエンジン１００が出力するエンジントルクＴＥを算出するのではなく、後述する別の方法でＴＥを算出する。

図６を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の推定トルク算出装置のブロック図について説明する。

内燃機関の推定トルク算出装置は、ＥＣＵ１０００において実行されるプログラムにより実現される、推定トルク算出部（リアルタイム）１１００と、推定トルク算出部（マップ）１２００と、ＴＥとＴＰとの大小関係に基づいて、推定トルク算出部（リアルタイム）１１００および推定トルク算出部（マップ）１２００のいずれを選択すべき領域であるのかを判定する領域判定部１３００とを含む。

推定トルク算出部（リアルタイム）１１００は、負荷ＫＬ（または負荷率ＫＬ）に基づいて（上述した、主として吸入空気量ＱＡと点火時期とに基づいて）、エンジン１００が出力するエンジントルクを推定して算出する。

推定トルク算出部（マップ）１２００は、エンジン回転数ＮＥに基づいて、トルクコンバータ２１０の速度比Ｅを算出して、この速度比Ｅからトルク容量Ｃを算出して、ＴＰ＝Ｃ・ＮＥ²により基準推定トルクＴＰ（０）を算出する。この基準推定トルクＴＰ（０）を補正して、エンジン１００が出力するエンジントルクを推定して算出する。

なお、領域判定部１３００は、ＴＰ＞ＴＥの場合、推定トルク算出部（リアルタイム）１１００の算出結果を推定エンジントルクとして、ＴＰ＜ＴＥの場合、推定トルク算出部（マップ）１２００の算出結果を推定エンジントルクとして、出力する。

図７を参照して、ＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造をフローチャートを用いて説明する。なお、このフローチャートで示されるプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ１０００は、吸入空気量ＱＡおよび点火時期ＩＴ（Ignition Timing）を検知する。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ１０００は、検知した吸入空気量ＱＡと点火時期ＩＴとに基づいて、推定エンジントルクＴＥを算出する。なお、この処理において、吸入空気量ＱＡおよび点火時期ＩＴに、さらに他のパラメータも加えてもよい。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ１０００は、エンジン回転数ＮＥおよびタービン回転数ＮＴを検知する。

Ｓ４００にて、ＥＣＵ１０００は、検知したエンジン回転数ＮＥとタービン回転数ＮＴとに基づいて、トルクコンバータ２１０の速度比Ｅ（＝ＮＴ／ＮＥ）を算出する。

Ｓ５００にて、ＥＣＵ１０００は、トルクコンバータ２１０の速度比Ｅからトルク容量Ｃを算出する。このとき、図４に示すようなトルクコンバータ２１０の特性曲線が用いられる。

Ｓ６００にて、ＥＣＵ１０００は、トルクコンバータ２１０のトルク容量Ｃから基準トルクＴＰ（０）（＝Ｃ・ＮＥ²）を算出する。

Ｓ７００にて、ＥＣＵ１０００は、算出した基準トルクＴＰ（０）を補正する。このとき、ＴＰ＝ＴＰ（０）＋Ｋ（１）・ＴＰ（０）＋Ｋ（２）・ＴＰ（０）により補正される。なお、補正係数Ｋ（１）は、図８に示すようなエンジン１００の冷却水温とエンジン回転数ＮＥとのマップにより決定される。また、補正係数Ｋ（２）は、図９に示すような自動変速機２００の作動油温とエンジン回転数ＮＥとのマップにより決定される。

Ｓ８００にて、ＥＣＵ１０００は、ポンプトルクＴＰがエンジントルクＴＥよりも大きいか否かを判断する。ポンプトルクＴＰ＞エンジントルクＴＥであると（Ｓ８００にてＹＥＳ）、処理はＳ９００に移される。もしそうでないと（Ｓ８００にてＮＯ）、処理は、Ｓ１０００に移される。

Ｓ９００にて、ＥＣＵ１０００は、ＴＥを推定エンジントルクとして設定する。Ｓ１０００にて、ＥＣＵ１０００は、ＴＰを推定エンジントルクとして設定する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る内燃機関の推定トルク算出装置の動作について説明する。

[Ｄポジションでアクセルオフ、ブレーキオン（アイドルオン）]
自動変速機がＤポジションで平坦路で車両が停止して、アクセルペダルが踏まれておらず、ブレーキペダルが踏まれている場合を想定する。

このようなアイドルオンの場合には、エンジン１００がＩＳＣ制御によりアイドル回転数近傍で作動して、タービン回転数ＮＴが０であるので、速度比Ｅ＝０と算出されて（Ｓ４００）、トルク容量Ｃが算出される（Ｓ５００）。

アイドルオンの場合には、エンジン回転数ＮＥが低く、ＴＰ（０）＝Ｃ・ＮＥ²（Ｓ６００）およびＴＰ＝ＴＰ（０）＋Ｋ（１）・ＴＰ（１）＋Ｋ（２）・ＴＰ（２）より算出される（Ｓ７００）値は小さい値になる。

このため、ＴＰ≦ＴＥとなり（Ｓ８００にてＮＯ）、推定エンジントルクとしてＴＰが設定される（Ｓ１０００）。このＴＰは、エンジン冷却水温（図８に示すマップ）および自動変速機の作動油温（図９に示すマップ）と、エンジン回転数ＮＥとにより決定されるマップに基づく補正係数Ｋ（１）およびＫ（２）により補正されているので、推定エンジントルクとして精度が高いものとなる。

[Ｄポジションでアイドルオフ]
車両が通常に走行している場合や、登坂路を走行中の場合においては、エンジン回転数ＮＥが高く、ＴＰ（０）＝Ｃ・ＮＥ²（Ｓ６００）およびＴＰ＝ＴＰ（０）＋Ｋ（１）・ＴＰ（１）＋Ｋ（２）・ＴＰ（２）より算出される（Ｓ７００）値は大きい値になる。

このため、ＴＰ＞ＴＥとなり（Ｓ８００にてＹＥＳ）、推定エンジントルクとしてＴＥが設定される（Ｓ１０００）。このＴＥは、吸入空気量ＱＡと点火時期ＩＴとに基づいて、算出されたものである。ＴＰ＞ＴＥの領域においては、エンジン１００の吸気系や燃焼系が安定的であるため、エンジン１００の運転状態は安定化しているので、吸入空気量ＱＡと点火時期とに基づいて算出されても、推定エンジントルクとして精度が高いものとなる。

以上のようにして、本実施の形態に係る内燃機関の推定トルク算出装置によると、ポンプトルクＴＰとエンジントルクＴＥとの大小関係に基づいて、推定エンジントルクをＴＰおよびＴＥのいずれかを選択的に設定する。さらに、ＴＰは、エンジン回転数とエンジン冷却水温とのマップに基づく補正係数Ｋ（１）およびエンジン回転数と自動変速機の作動油温とのマップに基づく補正係数Ｋ（２）に基づいて、たとえ、アイドルオンの状態であっても、推定精度が高まるように処理される。このため、内燃機関の負荷領域にかかわらず精度高く内燃機関の推定トルクを算出することができる。

なお、Ｓ７００の処理において、Ｋ（１）およびＫ（２）のいずれかのみを用いるようにしてもよい。

なお、Ｓ８００の処理において、ＴＰ（０）とＴＥとを比較するようにしてもよい。また、Ｓ８００の処理において、エンジン回転数ＮＥが高速度領域であるとＳ９００の処理を実行して、そうではないとＳ１０００の処理を実行するようにしてもよい。また、エンジン回転数ＮＥではなく、スロットル開度が大きい領域であるとＳ９００の処理を実行して、そうではないとＳ１０００の処理を実行するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る内燃機関の推定トルク算出装置が適用される車両のパワートレーンを示す図である。 エンジンの概略構成図である。 パワートレーンの制御ブロック図である。 トルクコンバータの特性曲線を示す図である。 エンジン回転数ＮＥとポンプトルクＴＰとの関係を示す図である。 本実施の形態に係る内燃機関の推定トルク算出装置のブロック図である。 本実施の形態に係る内燃機関の推定トルク算出装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートを示す図である。 補正係数Ｋ（１）マップを示す図である。 補正係数Ｋ（２）マップを示す図である。

符号の説明

１００ エンジン、２００ 自動変速機、２１０ トルクコンバータ、２２０ 変速機構、３００ プロペラシャフト、３１０ ディファレンシャルギヤ、４００ 従動輪、４１０ 駆動輪、１０００ ＥＣＵ。

Claims (6)

1. 車両に搭載された内燃機関の推定トルク算出装置であって、
   前記内燃機関の負荷に基づいて、前記内燃機関の出力トルクを第１の出力トルクとして推定するための第１のトルク推定手段と、
   前記内燃機関の回転数をパラメータとしたマップに基づいて、前記内燃機関の出力トルクを第２の出力トルクとして推定するための第２のトルク推定手段と、
   前記内燃機関に接続されたトルクコンバータの特性に基づく数値を算出するための算出手段と、
   前記数値に基づいて、前記第１の出力トルクおよび前記第２の出力トルクのいずれかを推定トルクとして設定するための設定手段とを含み、
   前記算出手段は、前記トルクコンバータのトルク容量と前記内燃機関の回転数とに基づいて、前記トルクコンバータの入力軸を回転させるためのポンプトルクを算出し、
   前記設定手段は、前記ポンプトルクと前記第１の出力トルクとを比較し、前記ポンプトルクの方が大きい場合には、前記第１の出力トルクを前記推定トルクとして設定し、前記ポンプトルクが前記第１の出力トルク以下の場合には、前記第２の出力トルクを前記推定トルクとして設定する、推定トルク算出装置。
2. 前記第１のトルク推定手段は、前記内燃機関の吸入空気量および点火時期に基づいて、前記第１の出力トルクを推定する、請求項１に記載の推定トルク算出装置。
3. 前記第２のトルク推定手段は、前記内燃機関の回転数および前記内燃機関の温度をパラメータとしたマップに基づいて、前記第２の出力トルクを推定する、請求項１に記載の推定トルク算出装置。
4. 前記第２のトルク推定手段は、前記内燃機関の回転数および前記内燃機関に前記トルクコンバータを介して接続された自動変速機の作動油の温度をパラメータとしたマップに基づいて、前記第２の出力トルクを推定する、請求項１に記載の推定トルク算出装置。
5. 前記第２のトルク推定手段は、前記内燃機関の回転数および前記内燃機関の温度をパラメータとしたマップならびに前記内燃機関の回転数および前記内燃機関に前記トルクコンバータを介して接続された自動変速機の作動油の温度をパラメータとしたマップに基づいて、前記第２の出力トルクを推定する、請求項１に記載の推定トルク算出装置。
6. 前記吸入空気量は、エアーフローメータによって検出される、請求項２に記載の推定トルク算出装置。

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