JP6233597B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの制御装置に係わり、特に、エンジントルクを目標トルクに到達させるよう制御するエンジンの制御装置に関する。

従来から、アクセル操作状態に基づいて目標トルクを設定し、この目標トルクにエンジントルク（エンジンの出力トルク）を到達させるように、燃料噴射量やスロットル開度や点火時期などを制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、アクセルペダル踏込速度が大きいほど、車両の前後加速度が大きくなるようにエンジントルクを制御して、加速感と車体前後の振動とをバランス良く両立させることを図った技術が提案されている。

特開２００５−１５５４１２号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、アクセルペダルが踏み込まれている最中には良好な加速感が得られるが、アクセルペダルの踏み込みが終了した後（つまりアクセルペダルの踏込量が一定になった後）には良好な加速感が得られなかった。具体的には、特許文献１に記載された技術では、アクセルペダルの踏み込みが終了してから比較的短い時間後にエンジントルクが目標トルクに到達するため、つまりアクセルペダルの踏み込み終了後においてエンジントルクが上昇する時間が比較的短いため、加速の伸び感が得られなかった。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、ドライバに与える加速感を向上させることが可能なエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、アクセル操作状態に基づいて設定した目標トルクに到達させるようにエンジントルクを制御するエンジンの制御装置であって、アクセル踏込速度が所定値以上であるときに、このアクセル踏込速度に応じてエンジントルクを変化させる第１のトルク制御手段と、アクセル踏込速度が所定値未満であるときに、第１のトルク制御手段によるエンジントルクの変化率よりも小さな所定の変化率によって、エンジントルクを変化させる第２のトルク制御手段と、を有し、第２のトルク制御手段は、目標トルクが所定値より大きい場合には、目標トルクが大きいほど、エンジントルクの変化率を大きくし、目標トルクが所定値以下である場合には、目標トルクが小さいほど、エンジントルクの変化率を大きくする、ことを特徴とする。
このように構成された本発明においては、アクセル踏込速度が所定値以上である場合には（具体的にはアクセルペダルが踏み込まれている最中）、アクセル踏込速度に応じてエンジントルクを変化させ、アクセル踏込速度が所定値未満である場合には（具体的にはアクセルペダルの踏み込みが終了した後）、アクセル踏込速度が所定値以上である場合に適用したエンジントルクの変化率よりも小さな所定の変化率によって、エンジントルクを変化させる。これにより、例えば、アクセルペダルの踏み込み終了後に、アクセルペダルが踏み込まれていた際と同等の変化率でエンジントルクを上昇させる比較例による構成よりも、エンジントルクが目標トルクに到達するまでの時間が長くなり、エンジントルクが上昇している時間が長くなるので、加速の伸び感をドライバに与えることができる。したがって、本発明によれば、ドライバに与える加速感と伸び感を向上することができる。
また、本発明においては、目標トルクが所定値より大きい場合には、目標トルクが大きいほど、エンジントルクの変化率を大きくするので、目標トルクの大きさに依らずに、エンジントルクが目標トルクに到達するまでの時間をほぼ一定にすることができる。したがって、目標トルクが大きい場合にもエンジントルクを速やかに目標トルクに到達させることができ、ドライバに与える加速感を確保することができる。
また、本発明においては、目標トルクが所定値未満の領域では、目標トルクが小さいほど、エンジントルクの変化率を大きくするので、この領域でのアクセル操作に対する応答性（初期応答性）及び車速追従性を確保することができる。
別の観点では、本発明は、アクセル操作状態に基づいて設定した目標トルクに到達させるようにエンジントルクを制御するエンジンの制御装置であって、アクセル開度がアクセルペダルの踏み込み方向に変化しているときに、アクセル踏込速度に応じてエンジントルクを変化させる第１のトルク制御手段と、アクセル開度がほぼ一定であるときに、第１のトルク制御手段によるエンジントルクの変化率よりも小さな所定の変化率によって、エンジントルクを変化させる第２のトルク制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明において、好ましくは、第２のトルク制御手段は、目標トルクに向けて略一定の変化率でエンジントルクを変化させる。
このように構成された本発明においては、アクセル踏込速度が所定値未満である場合に、つまりアクセル開度がほぼ一定である場合に、目標トルクに向けて略一定の変化率でエンジントルクを変化させるので、リニアな加速感をドライバに与えることができる。

本発明において、好ましくは、第２のトルク制御手段は、エンジン回転数が大きいほど、エンジントルクの変化率を大きくする。
このように構成された本発明においては、エンジン回転数が大きいほど、エンジントルクの変化率を大きくするので、エンジン回転数が大きくなると車速が大きくなることで増大する走行抵抗に依らずに、良好な加速感を確保することができる。加えて、エンジン回転数が大きい場合には、車両の加速に対するドライバの期待度が高くなるが、本発明によれば、そのようなドライバの期待度を適切に満たすことが可能となる。

本発明において、好ましくは、第１のトルク制御手段は、エンジントルクが負値から正値に転じるときに、エンジントルクを所定値に所定時間保持する。
このように構成された本発明においては、エンジントルクが負値から正値に転じるときに、エンジントルクを所定値に所定時間保持するので、この際にエンジンの傾き方向が変わることで発生し得る振動（ショック）を適切に抑制することができる。

本発明のエンジンの制御装置によれば、ドライバに与える加速感を向上させることができる。

本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。 本発明の実施形態による基本制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態によるエンジントルク制御におけるタイムチャートである。 本発明の実施形態によるエンジントルク制御フローを示すフローチャートである。 本発明の実施形態によるベーストルク変化率マップ及び変化率補正係数マップを示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置について説明する。

＜システム構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムについて説明する。図１は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。

図１に示すように、エンジンシステム２００は、主に、ディーゼルエンジンとしてのエンジンＥと、エンジンＥに吸気を供給する吸気系ＩＮと、エンジンＥに燃料を供給するための燃料供給系ＦＳと、エンジンＥの排気ガスを排出する排気系ＥＸと、エンジンシステム２００に関する各種の状態を検出するセンサ９９〜１２２と、エンジンシステム２００の制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０と、を有する。

まず、吸気系ＩＮは、吸気が通過する吸気通路１を有しており、この吸気通路１上には、上流側から順に、外部から導入された空気を浄化するエアクリーナ３と、通過する吸気を圧縮して吸気圧を上昇させる、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａと、通過する吸気流量を調整する吸気シャッター弁７と、通水された冷却水を用いて吸気を冷却する水冷式のインタークーラ８と、インタークーラ８に通水する冷却水の流量を制御する電動ウォータポンプ９と、インタークーラ８と電動ウォータポンプ９とを接続し、これらの間で冷却水を循環させる通路である冷却水通路１０と、エンジンＥに供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク１２と、が設けられている。
また、吸気系ＩＮにおいては、エアクリーナ３の直下流側の吸気通路１上には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ１０１と吸気温度を検出する吸気温度センサ１０２とが設けられ、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａには、このコンプレッサ５ａの回転数を検出するターボ回転数センサ１０３が設けられ、吸気シャッター弁７には、この吸気シャッター弁７の開度を検出する吸気シャッター弁位置センサ１０５が設けられ、インタークーラ８の直下流側の吸気通路１上には、吸気温度を検出する吸気温度センサ１０６と吸気圧を検出する吸気圧センサ１０７とが設けられ、サージタンク１２には、吸気マニホールド温度センサ１０８が設けられている。これらの、吸気系ＩＮに設けられた各種センサ１０１〜１０８は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１０１〜Ｓ１０８をＥＣＵ６０に出力する。

次に、エンジンＥは、吸気通路１（詳しくは吸気マニホールド）から供給された吸気を燃焼室１７内に導入する吸気バルブ１５と、燃焼室１７に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２０と、始動時などでの着火を確保するための補助熱源としてのグロープラグ２１と、燃焼室１７内での混合気の燃焼により往復運動するピストン２３と、ピストン２３の往復運動により回転されるクランクシャフト２５と、燃焼室１７内での混合気の燃焼により発生した排気ガスを排気通路４１へ排出する排気バルブ２７と、を有する。更に、エンジンＥには、このエンジンＥの出力を利用して発電するオルタネータ２６が設けられている。
また、エンジンＥには、エンジンＥなどを冷却する冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ１０９と、クランクシャフト２５のクランク角度を検出するクランク角センサ１１０と、油圧及び／又は油温を検出する油圧／油温センサ１１１と、オイルレベルを検出する光学式オイルレベルセンサ１１２と、が設けられている。これらの、エンジンＥに設けられた各種センサ１０９〜１１２は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１０９〜Ｓ１１２をＥＣＵ６０に出力する。

次に、燃料供給系ＦＳは、燃料を貯蔵する燃料タンク３０と、燃料タンク３０から燃料噴射弁２０に燃料を供給するための燃料供給通路３８とを有する。燃料供給通路３８には、上流側から順に、低圧燃料ポンプ３１と、高圧燃料ポンプ３３と、コモンレール３５とが設けられている。また、低圧燃料ポンプ３１には燃料ウォーマー３２が設けられ、高圧燃料ポンプ３３には燃圧レギュレータ３４が設けられ、コモンレール３５にはコモンレール減圧弁３６が設けられている。
また、燃料供給系ＦＳにおいては、高圧燃料ポンプ３３には、燃料温度を検出する燃料温度センサ１１４が設けられ、コモンレール３５には、燃圧を検出する燃圧センサ１１５が設けられている。これらの、燃料供給系ＦＳに設けられた各種センサ１１４、１１５は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１１４、Ｓ１１５をＥＣＵ６０に出力する。

次に、排気系ＥＸは、排気ガスが通過する排気通路４１を有しており、この排気通路４１上には、上流側から順に、通過する排気ガスによって回転され、この回転によって上記したようにコンプレッサ５ａを駆動する、ターボ過給機５のタービン５ｂと、排気ガスの浄化機能を有するディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）４５及びディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel particulate filter）４６と、通過する排気流量を調整する排気シャッター弁４９と、が設けられている。
また、排気系ＥＸにおいては、ターボ過給機５のタービン５ｂの上流側の排気通路４１上には、排気圧を検出する排気圧センサ１１６と排気温度を検出する排気温度センサ１１７とが設けられ、ＤＯＣ４５の直上流側及びＤＯＣ４５とＤＰＦ４６との間には、それぞれ、排気温度を検出する排気温度センサ１１８、１１９が設けられ、ＤＰＦ４６には、このＤＰＦ４６の上流側と下流側との排気圧の差を検出するＤＰＦ差圧センサ１２０が設けられ、ＤＰＦ４６の直下流側の排気通路４１上には、酸素濃度を検出するリニアＯ₂センサ１２１と排気温度を検出する排気温度センサ１２２とが設けられている。これらの、排気系ＥＸに設けられた各種センサ１１６〜１２２は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１１６〜Ｓ１２２をＥＣＵ６０に出力する。

ここで、本実施形態では、ターボ過給機５は、タービン５ｂの全周を囲むように複数の可動式のフラップ５ｃが設けられ、これらのフラップ５ｃによりタービン５ｂへの排気の流通断面積（ノズル断面積）を変化させるようにした可変ジオメトリーターボチャージャー（ＶＧＴ：Variable Geometry Turbocharger）として構成されている。例えば、フラップ５ｃは、ダイヤフラムに作用する負圧の大きさが電磁弁により調節され、アクチュエータによって回動される。また、そのようなアクチュエータの位置により、フラップ５ｃの開度を検出するＶＧＴ開度センサ１０４が設けられている。このＶＧＴ開度センサ１０４は、検出した開度に対応する検出信号Ｓ１０４をＥＣＵ６０に出力する。

また、本実施形態では、エンジンシステム２００は、高圧ＥＧＲ装置４３及び低圧ＥＧＲ装置４８を有する。高圧ＥＧＲ装置４３は、ターボ過給機５のタービン５ｂの上流側の排気通路４１とターボ過給機５のコンプレッサ５ｂの下流側（詳しくはインタークーラ８の下流側）の吸気通路１とを接続する高圧ＥＧＲ通路４３ａと、高圧ＥＧＲ通路４３ａを通過させる排気ガスの流量を調整する高圧ＥＧＲバルブ４３ｂと、を有する。低圧ＥＧＲ装置４８は、ターボ過給機５のタービン５ｂの下流側（詳しくはＤＰＦ４６の下流側で且つ排気シャッター弁４９の上流側）の排気通路４１とターボ過給機５のコンプレッサ５ｂの上流側の吸気通路１とを接続する低圧ＥＧＲ通路４８ａと、低圧ＥＧＲ通路４８ａを通過する排気ガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ４８ｂと、低圧ＥＧＲ通路４８ａを通過させる排気ガスの流量を調整する低圧ＥＧＲバルブ４８ｃと、低圧ＥＧＲフィルタ４８ｄと、を有する。
ここで、高圧ＥＧＲ装置４３によって吸気系ＩＮに還流される排気ガス量（以下「高圧ＥＧＲガス量」と呼ぶ。）は、排気通路４１内における排気圧と、吸気シャッター弁７の開度によって作り出される吸気圧と、高圧ＥＧＲバルブ４３ｂの開度とによって概ね決定される。また、低圧ＥＧＲ装置４８によって吸気系ＩＮに還流される排気ガス量（以下「低圧ＥＧＲガス量」と呼ぶ。）は、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａ上流側の吸気圧と、排気シャッター弁４９の開度によって作り出される排気圧と、低圧ＥＧＲバルブ４８ｃの開度とによって概ね決定される。

次に、ＥＣＵ６０は、上述した各種センサ１０１〜１２２の検出信号Ｓ１０１〜Ｓ１２２に加えて、外気温を検出する外気温センサ９８、大気圧を検出する大気圧センサ９９、及びアクセルペダル９５の開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１００のそれぞれが出力した検出信号Ｓ９８〜Ｓ１００に基づいて、エンジンシステム２００内の構成要素に対する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ６０は、ターボ過給機５のタービン５ｂにおけるフラップ５ｃの開度を制御すべく、このフラップ５ｃを駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３０を出力する。また、ＥＣＵ６０は、吸気シャッター弁７の開度を制御すべく、吸気シャッター弁７を駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３１を出力する。また、ＥＣＵ６０は、インタークーラ８に供給する冷却水の流量を制御すべく、電動ウォータポンプ９に対して制御信号Ｓ１３２を出力する。また、ＥＣＵ６０は、エンジンＥの燃料噴射量などを制御すべく、燃料噴射弁２０に制御信号Ｓ１３３を出力する。また、ＥＣＵ６０は、オルタネータ２６、燃料ウォーマー３２、燃圧レギュレータ３４及びコモンレール減圧弁３６を制御すべく、これらのそれぞれに対して制御信号Ｓ１３４、Ｓ１３５、Ｓ１３６、Ｓ１３７を出力する。また、ＥＣＵ６０は、高圧ＥＧＲバルブ４３ｂの開度を制御すべく、高圧ＥＧＲバルブ４３ｂを駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３８を出力する。また、ＥＣＵ６０は、低圧ＥＧＲバルブ４８ｃの開度を制御すべく、低圧ＥＧＲバルブ４８ｃを駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１３９を出力する。また、ＥＣＵ６０は、排気シャッター弁４９の開度を制御すべく、排気シャッター弁４９を駆動するアクチュエータ（不図示）に対して制御信号Ｓ１４０を出力する。

＜基本制御＞
次に、図２を参照して、本発明の実施形態によるエンジンシステム２００において実施される基本制御について説明する。図２は、本発明の実施形態による基本制御を示すフローチャートである。このフローでは、要求噴射量などに応じた目標酸素濃度及び目標吸気温度を実現するための制御がなされる。また、このフローは、ＥＣＵ６０によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１１では、ＥＣＵ６０は、上述した各種センサ９８〜１２２が出力した検出信号Ｓ９８〜Ｓ１２２のうちの少なくとも一以上を取得する。
次いで、ステップＳ１２では、ＥＣＵ６０は、アクセル開度センサ１００が検出したアクセル開度（検出信号Ｓ１００に対応する）に基づいて、エンジンＥから出力させるべき目標トルクを設定する。
次いで、ステップＳ１３では、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１２で設定した目標トルクと、エンジン回転数とに基づいて、燃料噴射弁２０から噴射させるべき要求噴射量を設定する。
次いで、ステップＳ１４では、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１３で設定した要求噴射量と、エンジン回転数とに基づいて、燃料の噴射パターンと、燃圧と、目標酸素濃度と、目標吸気温度と、ＥＧＲ制御モード（高圧ＥＧＲ装置４３及び低圧ＥＧＲ装置４８の両方又は一方を作動させるモード、或いは高圧ＥＧＲ装置４３及び低圧ＥＧＲ装置４８のいずれも作動させないモード）とを設定する。
次いで、ステップＳ１５では、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１４で設定した目標酸素濃度及び目標吸気温度を実現する状態量を設定する。例えば、この状態量には、高圧ＥＧＲ装置４３によって吸気系ＩＮに還流させる排気ガス量（高圧ＥＧＲガス量）や、低圧ＥＧＲ装置４８によって吸気系ＩＮに還流させる排気ガス量（低圧ＥＧＲガス量）や、ターボ過給機５による過給圧などが含まれる。
次いで、ステップＳ１６では、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１５で設定した状態量に基づいて、エンジンシステム２００の各構成要素のそれぞれを駆動する各アクチュエータを制御する。この場合、ＥＣＵ６０は、状態量に応じた制限値や制限範囲を設定し、状態値が制限値や制限範囲による制限を遵守するような各アクチュエータの制御量を設定して制御を実行する。

＜エンジントルク制御＞
次に、本発明の実施形態によるエンジントルク制御について説明する。

まず、本発明の実施形態によるエンジントルク制御の概要について簡単に説明する。基本的には、ＥＣＵ６０は、アクセル開度センサ１００が検出したアクセル開度に対応するアクセル操作状態に基づいて目標トルクを設定し、この目標トルクにエンジントルク（エンジンＥの出力トルクを意味する。）を到達させるように、燃料噴射弁２０の燃料噴射量や吸気シャッター弁７の開度など、エンジントルクの増減に寄与する種々の制御量を調整する制御を行う。
特に、本実施形態では、ＥＣＵ６０は、アクセルペダル９５が踏み込まれている最中には（つまりアクセル開度がアクセルペダル９５の踏み込み方向に変化している際）、アクセルペダル９５の踏込速度などに応じてエンジントルクを上昇させる制御を行い、このアクセルペダル９５の踏み込みが終了した後（つまりアクセル開度がほぼ一定になった際）、アクセルペダル９５が踏み込まれていた際に適用したエンジントルクの変化率よりも小さな変化率（つまり緩やかな傾き）によって、エンジントルクを上昇させる制御を行う。車速が大きくなると走行抵抗が大きくなるため、車速が大きくなるにつれて車両に働く加速力が低下するので、本実施形態では、そのような走行抵抗の上昇に合わせて、つまり走行抵抗に依らずに良好な加速感が得られるように、エンジントルクを上昇させる制御を行っている。

以上のように、ＥＣＵ６０は、本発明における「エンジンの制御装置」に相当し、本発明における「第１のトルク制御手段」及び「第２のトルク制御手段」として機能する。

次に、図３を参照して、本発明の実施形態によるエンジントルク制御におけるタイムチャートについて説明する。図３は、本発明の実施形態によるエンジントルク制御を実行した場合のタイムチャートの一例を示している。

図３において上に示すグラフＧ１は、アクセル開度（アクセル開度センサ１００によって検出されたもの）の時間変化を示している。また、図３において下に示すグラフＧ２、Ｇ３は、本発明の実施形態によるエンジントルク制御によって適用されたエンジントルクを示している。具体的には、グラフＧ２は、アクセル操作状態に応じて設定された目標トルクの時間変化を示し、グラフＧ３は、実際のエンジントルク（以下では適宜「実トルク」と呼ぶ。）の時間変化を示している。
より詳しくは、グラフＧ２に示す目標トルクは、アクセル開度及びエンジン回転数により一義的に決定される、エンジントルクが最終的に到達すべきトルクであり、後述する到達目標トルクに相当する。また、グラフＧ３に示す実トルクは、そのようなグラフＧ２に示す目標トルク（到達目標トルク）にエンジントルクを到達させるまでの過程において、エンジントルクが設定されるべき目標トルクによって制御した場合のエンジントルクに相当し、基本的には、実トルクは当該目標トルクに一致する。

まず、時刻ｔ１において、図３のグラフＧ１に示すように、アクセルペダル９５の踏み込みが開始される。この時刻ｔ１以降、ＥＣＵ６０は、グラフＧ２に示すように、アクセル開度及びエンジン回転数に応じた目標トルクを設定して、グラフＧ３に示すように、このような目標トルクに向けて実トルクを上昇させる（破線領域Ａ１参照）。具体的には、ＥＣＵ６０は、目標トルク、エンジン回転数及びアクセル踏込速度に応じた変化率によって、実トルクを上昇させる。この場合、ＥＣＵ６０は、目標トルク、エンジン回転数及びアクセル踏込速度のそれぞれが大きいほど、大きな変化率を適用する。

更に、ＥＣＵ６０は、上記のように実トルクを上昇させている最中において、実トルクが０付近を跨ぐときに、つまり実トルクが負値から正値に転じるときに、０．０５〜０．１５秒程度の所定時間、実トルクを０付近の所定値に保持する（破線領域Ａ２参照）。こうしている理由は以下の通りである。エンジンブレーキを使用する全閉減速の状態からアクセルペダル９５が踏み込まれた場合、当初のエンジントルクの値は負値になっている。そのため、エンジントルクが上昇していく過程で負値から正値に転じることとなるが、この際に、エンジンＥの傾き方向が変わり、エンジンルーム内でエンジンＥが動いて、車両に振動が生じる場合がある。本実施形態では、このような車両の振動を防止すべく、実トルクが負値から正値に転じるときに、実トルクを所定値に所定時間保持して、実トルクの変化率を小さくするようにしている。

この後、時刻ｔ２において、グラフＧ１に示すように、アクセルペダル９５の踏み込みが終了し、時刻ｔ２以降、アクセル開度がほぼ一定になる。ＥＣＵ６０は、この時刻ｔ２以降、グラフＧ２に示すように、ほぼ一定となったアクセル開度、及びエンジン回転数に応じた目標トルクを設定する。この場合、ＥＣＵ６０は、目標トルクをほぼ一定に維持する。また、ＥＣＵ６０は、時刻ｔ２以降、グラフＧ３に示すように、アクセルペダル９５が踏み込まれている最中（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間）における実トルクの変化率よりも小さな略一定の変化率によって、つまり緩やかな略一定の傾きによって、実トルクを上昇させる（破線領域Ａ３参照）。
１つの例では、ＥＣＵ６０は、目標トルク及びエンジン回転数に応じた変化率を設定し（この場合には、アクセル踏込速度がほぼ０のため、アクセル踏込速度に応じて変化率を変化させない）、この設定した変化率に従って実トルクを上昇させる。この例でも、ＥＣＵ６０は、目標トルク及びエンジン回転数のそれぞれが大きいほど、大きな変化率を適用する。他の例では、ＥＣＵ６０は、アクセルペダル９５の踏み込み終了時に（時刻ｔ２）、実トルクを目標トルクに到達させるまでの時間Ｔ１（例えば１〜２秒）を決定し、この時間Ｔ１の経過時点において実トルクが目標トルクに到達するように、実トルクを上昇させる。この例では、目標トルクやエンジン回転数などの種々のパラメータに応じて時間Ｔ１を変化させてもよいし、時間Ｔ１として固定値を用いてもよい。

以上述べたような実トルクの制御により、時刻ｔ３において、実トルクが目標トルクに到達する。
なお、図３では、時刻ｔ３以降において、実トルクが目標トルクにほぼ一致しているが、実際には、エアコンやオルタネータ２６などの補機でのエネルギーの消費により、その分だけ、実トルクが目標トルクよりも下回ることとなる。

次に、図４を参照して、本発明の実施形態によるエンジントルク制御の全体の流れについて具体的に説明する。図４は、本発明の実施形態によるエンジントルク制御フローを示すフローチャートである。このエンジントルク制御フローは、ＥＣＵ６０によって所定の周期で繰り返し実行される。

ここで、エンジントルク制御フローの概要について簡単に説明する。エンジントルク制御フローでは、ＥＣＵ６０は、まず、アクセル開度及びエンジン回転数から一義的に決定される到達目標トルクを設定し、この到達目標トルク、エンジン回転数及びアクセル踏込速度に基づいて、到達目標トルクに実トルクを到達させるまでの間に実トルクが設定されるべき変化率（傾き）を求め、この変化率から目標トルクを求める。そして、ＥＣＵ６０は、こうして得られた目標トルク及び到達目標トルクなどに関する判定を行って、最終的に適用する目標トルク（最終目標トルク）を設定して、この最終目標トルクに従ってエンジントルクを制御する。

図４のエンジントルク制御フローについて具体的に説明する。まず、ステップＳ２１では、ＥＣＵ６０は、各種センサから、エンジンＥの運転状態を取得する。具体的には、ＥＣＵ６０は、アクセル開度センサ１００が検出したアクセル開度と、クランク角センサ１１０が検出したクランク角から求まるエンジン回転数とを取得する。

次いで、ステップＳ２２では、ＥＣＵ６０は、ステップＳ２１で取得したアクセル開度及びエンジン回転数に基づいて、到達目標トルクを設定する。例えば、ＥＣＵ６０は、所定の演算式、又は予め作成されて記憶されたマップを用いて、アクセル開度及びエンジン回転数から到達目標トルクを設定する。

次いで、ステップＳ２３では、ＥＣＵ６０は、ステップＳ２１で取得したエンジン回転数と、ステップＳ２２で設定した到達目標トルクとに基づいて、実トルクを上昇させる際の変化率のベースとなるベーストルク変化率を設定する。具体的には、ＥＣＵ６０は、予め作成されて記憶されたベーストルク変化率マップを用いて（図５（Ａ）及び（Ｂ）参照）、エンジン回転数及び到達目標トルクからベーストルク変化率を設定する。

また、ＥＣＵ６０は、上記したステップＳ２２及びＳ２３の処理と並行して、ステップＳ２４において、ステップＳ２１で取得したアクセル開度から求まるアクセル踏込速度（アクセル開度の変化量に相当する）に基づいて、上記したベーストルク変化率を補正するための係数である変化率補正係数（ゲインに相当する）を設定する。具体的には、ＥＣＵ６０は、予め作成されて記憶された変化率補正係数マップを用いて（図５（Ｃ）参照）、アクセル踏込速度から変化率補正係数を設定する。

ここで、図５を参照して、本発明の実施形態によるベーストルク変化率マップ及び変化率補正係数マップについて説明する。図５（Ａ）は、到達目標トルクによって規定されたベーストルク変化率マップを示し、図５（Ｂ）は、エンジン回転数によって規定されたベーストルク変化率マップを示し、図５（Ｃ）は、アクセル踏込速度によって規定された変化率補正係数マップを示している。

図５（Ａ）に示すベーストルク変化率マップは、到達目標トルクが所定値Ｔｒ１以上の領域では、到達目標トルクが大きいほど、ベーストルク変化率が大きくなるように規定されている。これは、アクセルペダル９５の踏み込み終了後において、実トルクが到達目標トルクに到達するまでの時間が、到達目標トルクの大きさなどに依らずにほぼ一定になるようにしたものである。また、図５（Ａ）に示すベーストルク変化率マップは、到達目標トルクが所定値Ｔｒ１未満の領域では、到達目標トルクが小さいほど、ベーストルク変化率が大きくなるように規定されている。これは、到達目標トルクが小さい領域では細かなアクセル操作が行わることはほとんどないという観点から、この領域では、実トルクに適用する変化率を大きくして、アクセル操作に対する応答性（初期応答性）及び車速追従性を確保しようとしたものである。

図５（Ｂ）に示すベーストルク変化率マップは、エンジン回転数が大きくなると、ベーストルク変化率が少しだけ大きくなるように規定されている。これは、エンジン回転数が大きくなると車速が大きくなり、それにより走行抵抗も大きくなるため、そのように大きくなる走行抵抗に対処しようとしたものである。また、エンジン回転数が大きいほど、車両の加速に対する期待度が高くなるため、この期待度に応えようとしたものである。

図５（Ｃ）に示す変化率補正係数マップは、アクセル踏込速度が大きいほど、変化率補正係数が大きくなるように規定されている。これは、アクセル踏込速度が大きいほど、ベーストルク変化率を大きく増幅して、実トルクを速やかに上昇させようとしたものである。また、変化率補正係数マップは、アクセル踏込速度が０である場合に、変化率補正係数として１が設定されるように規定されている。これは、アクセル踏込速度が０である場合、具体的にはアクセルペダル９５の踏み込みが終了している場合に、ベーストルク変化率を増幅させないようにしたものである。
このような変化率補正係数マップによれば、アクセルペダル９５が踏み込まれている時（アクセル踏込速度＞０である時）には、１よりも大きな値の変化率補正係数が決定されるため、ベーストルク変化率が増幅されるが、アクセルペダル９５の踏み込みが終了している時（アクセル踏込速度が０である時）には、１が変化率補正係数として決定されるため、ベーストルク変化率は増幅されない。そのため、図３で述べたように、アクセルペダル９５が踏み込まれている時とアクセルペダル９５の踏み込みが終了している時とで異なる変化率が実トルクに適用されることとなる。具体的には、アクセルペダル９５の踏み込み終了後には、アクセルペダル９５が踏み込まれている最中よりも小さな変化率が適用されることとなる。

図４に戻って、ステップＳ２５以降の処理について説明する。ステップＳ２５では、ＥＣＵ６０は、前回の処理で設定した最終目標トルクと、ステップＳ２３で設定したベーストルク変化率と、ステップＳ２４で設定した変化率補正係数とに基づいて、目標トルクを算出する。具体的には、ＥＣＵ６０は、ベーストルク変化率と変化率補正係数とを乗算した値（変化率補正係数によって補正されたベーストルク変化率が得られ、この変化率は、実トルクに対して適用すべき、単位時間当たりのトルクの変化量に相当する）を、前回の最終目標トルクに対して加算して得た値を、目標トルクとして算出する。
なお、図５（Ａ）に示すベーストルク変化率マップから、到達目標トルクに対応するベーストルク変化率が設定され、図５（Ｂ）に示すベーストルク変化率マップから、エンジン回転数に対応するベーストルク変化率が設定されることで、２つのベーストルク変化率が得られるが、ステップＳ２５において目標トルクを算出するに当たっては、例えば、この２つのベーストルク変化率を乗算して得た値をベーストルク変化率として用いるとよい。

次いで、ステップＳ２６では、ＥＣＵ６０は、実トルクが０付近の所定値を跨いだか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ６０は、実トルクが負値から正値に転じた否かを判定する。実トルクが所定値を跨いだと判定された場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２７に進み、ＥＣＵ６０は、０付近の所定値を最終目標トルクに設定する。この後、ステップＳ３１に進み、ＥＣＵ６０は、ステップＳ２７で設定した最終目標トルクに基づいて実トルクを制御する。具体的には、ＥＣＵ６０は、０．０５〜０．１５秒程度の所定時間、実トルクを０付近の所定値に保持する制御を行う。

一方で、実トルクが所定値を跨いだと判定されなかった場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、ステップＳ２８に進み、ＥＣＵ６０は、ステップＳ２５で算出した目標トルクが、ステップＳ２２で設定した到達目標トルク未満であるか否かを判定する。目標トルクが到達目標トルク未満であると判定された場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、つまり目標トルクが到達目標トルクに到達していない場合、ステップＳ２９に進み、ＥＣＵ６０は、ステップＳ２５で算出した目標トルクを最終目標トルクに設定する。この後、ステップＳ３１に進み、ＥＣＵ６０は、ステップＳ２９で設定した最終目標トルクに基づいて実トルクを制御する。具体的には、ＥＣＵ６０は、ステップＳ２５で算出した目標トルクが実現されるように、燃料噴射弁２０の燃料噴射量や吸気シャッター弁７の開度などを制御する。

一方で、目標トルクが到達目標トルク未満であると判定されなかった場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、つまり目標トルクが到達目標トルクに到達している場合、ステップＳ３０に進み、ＥＣＵ６０は、ステップＳ２２で設定した到達目標トルクを最終目標トルクに設定する。この後、ステップＳ３１に進み、ＥＣＵ６０は、ステップＳ３０で設定した最終目標トルクに基づいて実トルクを制御する。具体的には、ＥＣＵ６０は、実トルクが到達目標トルクに維持されるように、燃料噴射弁２０の燃料噴射量や吸気シャッター弁７の開度などを制御する。

＜作用効果＞
次に、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の作用効果について説明する。

本実施形態によれば、アクセルペダル９５が踏み込まれている最中には、アクセル踏込速度などに応じてエンジントルクを上昇させる制御を行い、このアクセルペダル９５の踏み込みが終了した後に、アクセルペダル９５が踏み込まれていた際に適用したエンジントルクの変化率よりも小さな変化率によってエンジントルクを上昇させる制御を行う。これにより、本実施形態によれば、アクセルペダル９５の踏み込み終了後に、アクセルペダル９５が踏み込まれていた際と同等の変化率でエンジントルクを上昇させる比較例による構成よりも、エンジントルクが目標トルクに到達するまでの時間が長くなり、エンジントルクが上昇している時間が長くなるので、加速の伸び感をドライバに与えることができる。特に、本実施形態によれば、アクセルペダル９５の踏み込み終了後に、目標トルクに向けて略一定の変化率でエンジントルクを変化させるのでリニアな加速感をドライバに与えることができる。

また、本実施形態によれば、目標トルク（到達目標トルク）が大きいほど、エンジントルクの変化率を大きくするので（図５（Ａ）参照）、到達目標トルクの大きさに依らずに、実トルクが到達目標トルクに到達するまでの時間をほぼ一定にすることができる。加えて、本実施形態によれば、到達目標トルクが所定値Ｔｒ１未満の領域では、到達目標トルクが小さいほど、エンジントルクの変化率を大きくするので（図５（Ａ）参照）、この領域でのアクセル操作に対する応答性（初期応答性）及び車速追従性を確保することができる。

また、本実施形態によれば、エンジン回転数が大きいほど、エンジントルクの変化率を大きくするので（図５（Ｂ）参照）、エンジン回転数が大きくなると車速が大きくなることで増大する走行抵抗に依らずに、良好な加速感を確保することができる。加えて、エンジン回転数が大きい場合には、車両の加速に対するドライバの期待度が高くなるが、本実施形態によれば、そのようなドライバの期待度を適切に満たすことが可能となる。

また、本実施形態によれば、エンジントルクが負値から正値に転じるときに、エンジントルクを所定値に所定時間保持するので（図３参照）、この際にエンジンＥの傾き方向が変わることで発生し得る振動を適切に抑制することができる。

＜変形例＞
上述した実施形態では、アクセルペダル９５が踏み込まれている最中には、アクセル踏込速度などに応じてエンジントルクを上昇させる制御を行い、アクセルペダル９５の踏み込みが終了した後には、アクセルペダル９５が踏み込まれている最中よりも小さな変化率でエンジントルクを上昇させる制御を行っていたが（図３等参照）、他の実施形態では、アクセル踏込速度が所定値以上であるときに、アクセル踏込速度などに応じてエンジントルクを上昇させる制御を行い、アクセル踏込速度が所定値未満であるときに、アクセル踏込速度が所定値以上であるときに用いた変化率よりも小さな変化率でエンジントルクを上昇させる制御を行ってもよい。つまり、アクセル踏込速度が完全に０になっていなくても、比較的小さな値である場合に、緩やかな傾きでエンジントルクを上昇させる制御を行ってもよい。

１ 吸気通路
５ ターボ過給機
５ａ コンプレッサ
５ｂ タービン
４１ 排気通路
４３ 高圧ＥＧＲ装置
４８ 低圧ＥＧＲ装置
６０ ＥＣＵ
９５ アクセルペダル
１００ アクセル開度センサ
２００ エンジンシステム
Ｅ エンジン

Claims (5)

1. アクセル操作状態に基づいて設定した目標トルクに到達させるようにエンジントルクを制御するエンジンの制御装置であって、
   アクセル踏込速度が所定値以上であるときに、このアクセル踏込速度に応じてエンジントルクを変化させる第１のトルク制御手段と、
   アクセル踏込速度が上記所定値未満であるときに、上記第１のトルク制御手段によるエンジントルクの変化率よりも小さな所定の変化率によって、エンジントルクを変化させる第２のトルク制御手段と、
   を有し、
   上記第２のトルク制御手段は、
   上記目標トルクが所定値より大きい場合には、上記目標トルクが大きいほど、エンジントルクの変化率を大きくし、
   上記目標トルクが上記所定値以下である場合には、上記目標トルクが小さいほど、エンジントルクの変化率を大きくする、
   ことを特徴とするエンジンの制御装置。
2. アクセル操作状態に基づいて設定した目標トルクに到達させるようにエンジントルクを制御するエンジンの制御装置であって、
   アクセル開度がアクセルペダルの踏み込み方向に変化しているときに、アクセル踏込速度に応じてエンジントルクを変化させる第１のトルク制御手段と、
   アクセル開度がほぼ一定であるときに、上記第１のトルク制御手段によるエンジントルクの変化率よりも小さな所定の変化率によって、エンジントルクを変化させる第２のトルク制御手段と、
   を有することを特徴とするエンジンの制御装置。
3. 上記第２のトルク制御手段は、上記目標トルクに向けて略一定の変化率でエンジントルクを変化させる、請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
4. 上記第２のトルク制御手段は、エンジン回転数が大きいほど、エンジントルクの変化率を大きくする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
5. 上記第１のトルク制御手段は、エンジントルクが負値から正値に転じるときに、エンジントルクを所定値に所定時間保持する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。

Images