JP7304244B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、排気装置に粒子状物質を捕集するフィルタを有するエンジンの出力を制御するエンジン制御装置に関する。

例えば、自動車に走行用動力源として搭載されるガソリン直噴エンジンにおいて、排気中に含まれる灰（アッシュ）、煤（スート）等の粒子状物質（パティキュレート）を捕集するフィルタを設けることが知られている。
排気装置にこのようなフィルタを有するエンジンに関する従来技術として、例えば特許文献１には、内燃機関が通常運転状態からアイドル運転状態などに移行した後のフィルタの過昇温を防止するため、パティキュレート堆積量及びフィルタの温度に応じて、内燃機関の出力を予め制限することが記載されている。
特許文献２には、排気フィルタによる圧力損失量を検出し、圧力損失量に基づき微粒子の堆積状態を推定し、微粒子の堆積状態推定値をもって目標エンジントルクを補正することが記載されている。
特許文献３には、粒子状物質を捕集すると共に酸化機能を有するフィルタが排ガス通路に配置されたディーゼルエンジンと電気モータとにより駆動走行するディーゼルハイブリッド車において、フィルタに捕集された粒子状物質の堆積状態に基づいてエンジントルク修正係数を算出し、エンジントルク修正係数及び所定の計算式に基づいて、目標エンジントルク及び目標モータトルクを算出することが記載されている。

特開２０１０－２４２６３９号公報 特開２００７－２９１９５４号公報 特開２００５－１２０８８９号公報

フィルタに煤等の粒子状物質が過度に堆積した場合、エンジンのシリンダ内からの排気が適切に行われなくなり、エンジンがダメージを受けることが懸念される。
これに対し、上述した従来技術のように、フィルタの過堆積が生じた際に、エンジンの出力トルクを制限（トルクガード）することも考えられるが、フィルタの堆積状態に関わらず一律にトルクガードを行った場合、堆積状態が比較的軽度である場合にも出力トルクが過剰に制限され、車両の走行性能が損なわれてしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、フィルタの過堆積が生じた際に出力性能を過度に低下させることなく適切にエンジンの保護を行うことが可能なエンジン制御装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、エンジンの排気装置に設けられたフィルタにおける粒子状物質の堆積量に相関するパラメータを検出する堆積状態検出部と、前記堆積状態検出部により検出された前記パラメータが所定値以上であるときに前記エンジンの出力トルクを所定のトルク制限値以下に制限するトルク制限制御部とを備えるエンジン制御装置であって、前記トルク制限制御部は、前記エンジンの出力軸回転速度に応じて異なった前記トルク制限値が求められるトルク制限値テーブルを複数保持し、前記パラメータの変化に応じて前記トルク制限値テーブルを切り替えることにより前記トルク制限値を段階的に切り替えることを特徴とするエンジン制御装置である。
これによれば、トルク制限値を、フィルタにおける粒子状物質の堆積量に相関するパラメータに応じて段階的に切り替えることにより、現在のフィルタの堆積状態に応じて適切なトルク制限値を適用することが可能となり、出力性能を過度に低下させることなく適切にエンジンの保護を行うことができる。
また、トルクガード値を段階的（非連続的）に切り替えることにより、排気圧力の脈動や運転状態の変化に応じてトルク制限値が過敏に変化し、ドライバの意図に反する出力トルクの変化が生じることを防止することができる

また、エンジンの出力軸回転速度に応じてトルク制限値を変化させることにより、異なった出力軸回転速度に対して適切にエンジンを保護できるトルク制限値を設定することができる。

請求項２に係る発明は、前記トルク制限値テーブルは、前記出力軸回転速度の増加に応じて前記トルク制限値が減少しかつ前記エンジンの出力は維持され又は増加するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、出力軸回転速度の増加に応じてトルク制限値を減少させることにより、高回転時に排気流量が増加して不具合が発生することを防止することができる。
また、このときエンジンの出力（トルクと出力軸回転速度との積に比例する）が維持され又は増加することにより、ドライバが加速を欲して出力軸回転速度を上昇させた際に出力が低下して車両が失速することを防止できる。

請求項３に係る発明は、前記トルク制限制御部は、前記パラメータの増加に応じて前記トルク制限値テーブルを切り替える閾値と、前記パラメータの減少に応じて前記トルク制限値テーブルを切り替える閾値との間にヒステリシスを設けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、トルク制限値のハンチングが生じてエンジンの出力トルクが頻繁に変化することを防止できる。

請求項４に係る発明は、前記トルク制限制御部は、前記トルク制限値テーブルを切り替える際に、前記エンジンの出力トルクを徐変させることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、トルク制限値テーブルの切替時に、トルク制限値が急変することによってエンジンの出力トルクが急変することを防止し、車両のドライバビリティ（運転しやすさ）や快適性を向上することができる。

請求項５に係る発明は、前記パラメータは、前記フィルタの通気抵抗であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、フィルタの通気抵抗をフィルタにおける粒子状物質の堆積量に相関するパラメータとすることにより、エンジンの運転状態の変化により排気の体積流量が変化した場合であっても適切なトルク制限値の設定を行うことができる。

請求項６に係る発明は、前記パラメータは、前記フィルタの上流側圧力と下流側圧力との差圧であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、差圧センサにより検出される差圧をフィルタにおける粒子状物質の堆積量に相関するパラメータとして用いることにより、パラメータを算出するための演算処理を簡素化することができる。

請求項７に係る発明は、前記パラメータは、前記エンジンの運転状態の履歴に基づいて推定される粒子状物質の推定堆積量であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、エンジンの運転状態の履歴に基づいて粒子状物質の堆積量を推定し、推定堆積量をフィルタにおける粒子状物質の堆積量に相関するパラメータとすることにより、フィルタの上流側、下流側の差圧を検出する差圧センサを設けることなく、本発明を簡単な装置構成により適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、フィルタの過堆積が生じた際に出力性能を過度に低下させることなく適切にエンジンの保護を行うことが可能なエンジン制御装置を提供することができる。

本発明を適用したエンジン制御装置の実施形態を有するエンジンの構成を模式的に示す図である。 実施形態のエンジン制御装置におけるフィルタ過堆積時の保護制御の動作を示すフローチャートである。 実施形態のエンジン制御装置におけるトルクガード値テーブルの切り替えを示す図である。 実施形態のエンジン制御装置におけるエンジン回転数とトルクガード値、エンジン出力の相関の一例を示す図である。

以下、本発明を適用したエンジン制御装置の実施形態について説明する。
実施形態のエンジン制御装置は、例えば、乗用車等の自動車に走行用動力源として搭載される水平対向４気筒のガソリン直噴エンジンに設けられるものである。

図１は、実施形態のエンジン制御装置を有するエンジンの構成を模式的に示す図である。
エンジン１は、クランクシャフト１０、シリンダブロック２０（２０Ｒ，２０Ｌ）、シリンダヘッド３０（３０Ｒ，３０Ｌ）、インテークシステム４０、エキゾーストシステム５０、ＥＧＲ装置６０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００等を有して構成されている。

クランクシャフト１０は、エンジン１の出力軸となる回転軸である。
クランクシャフト１０の一方の端部には、図示しない変速機等の動力伝達機構が接続されている。
クランクシャフト１０には、回転軸から偏心して配置されたクランクピンが形成されている。クランクピンには、図示しないコネクティングロッドを介して図示しないピストンが連結されている。
クランクシャフト１０の端部には、クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角センサ１１が設けられている。
クランク角センサ１１の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサ１１の出力に基づいて、エンジン回転数（クランクシャフト回転速度）を算出する。

シリンダブロック２０は、クランクシャフト１０を、車体に縦置き搭載する場合における左右方向から挟みこむように、右側シリンダブロック２０Ｒ、左側シリンダブロック２０Ｌからなる二分割として構成されている。
シリンダブロック２０の中央部には、クランクケース部が設けられている。
クランクケース部は、クランクシャフト１０を収容する空間部である。
クランクケース部には、クランクシャフト１０のジャーナル部を回転可能に支持するメインベアリングが設けられている。
クランクケース部を挟んで左右に配置される右側シリンダブロック２０Ｒ、左側シリンダブロック２０Ｌの内部には、図示しないピストンが挿入され内部で往復するシリンダが例えば２気筒ずつ（４気筒の場合）形成されている。

シリンダブロック２０には、水温センサ２１が設けられている。
水温センサ２１は、エンジン１の冷却水の温度を検出する温度センサである。
水温センサ２１の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。

シリンダヘッド３０（右側シリンダヘッド３０Ｒ、左側シリンダヘッド３０Ｌ）は、シリンダブロック２０のクランクシャフト１０とは反対側の端部（左右端部）にそれぞれ設けられている。
シリンダヘッド３０は、燃焼室３１、点火プラグ３２、吸気ポート３３、排気ポート３４、吸気バルブ３５、排気バルブ３６、吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８、インジェクタ３９等を備えて構成されている。
燃焼室３１は、シリンダヘッド３０のピストン冠面と対向する箇所を、例えばペントルーフ状に凹ませて形成されている。
点火プラグ３２は、エンジン制御ユニット１００からの点火信号に応じてスパークを発生し、混合気に点火するものである。
点火プラグ３２は、シリンダの軸方向から見て燃焼室３１の中央に設けられている。

吸気ポート３３は、燃焼用空気（新気）を燃焼室３１に導入する流路である。
排気ポート３４は、燃焼室３１から既燃ガス（排気）を排出する流路である。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、吸気ポート３３、排気ポート３４を所定のバルブタイミングで開閉するものである。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、各気筒に例えば２本ずつ設けられる。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、クランクシャフト１０の１／２の回転数で同期して回転する吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８によって開閉される。
吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８のカムスプロケット部には、各カムシャフトの位相を進角・遅角させて各バルブの開弁時期、閉弁時期を変化させる図示しないバルブタイミング可変機構が設けられている。
インジェクタ３９は、エンジン制御ユニット１００が発する開弁信号に応じて、燃焼室３１内に燃料を噴射して混合気を形成するものである。
インジェクタ３９は、燃料を噴射するノズル部が、燃焼室３１の内面における吸気ポート３３側の領域からシリンダ内に露出するよう設けられている。

インテークシステム４０は、空気を導入して吸気ポート３３に導入する吸気装置である。
インテークシステム４０は、インテークダクト４１、チャンバ４２、エアクリーナ４３、エアフローメータ４４、スロットルバルブ４５、インテークマニホールド４６、吸気圧センサ４７等を備えて構成されている。

インテークダクト４１は、外気を導入して吸気ポート３３に導入する流路である。
チャンバ４２は、インテークダクト４１の入口部近傍に連通して設けられた空間部である。
エアクリーナ４３は、空気を濾過してダスト等を取り除くものである。
エアクリーナ４３は、インテークダクト４１におけるチャンバ４２との連通箇所の下流側に設けられている。
エアフローメータ４４は、インテークダクト４１内を通過する空気流量（エンジン１の吸入空気量）を計測するものである。
エアフローメータ４４は、エアクリーナ４３の出口近傍に設けられている。
エアフローメータ４４の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。

スロットルバルブ４５は、空気の流量を調節してエンジン１の出力を制御するバタフライバルブである。
スロットルバルブ４５は、インテークダクト４１におけるインテークマニホールド４６との接続部近傍に設けられている。
スロットルバルブ４５は、エンジン制御ユニット１００がドライバ要求トルク等に応じて設定する目標スロットル開度に応じて、図示しない電動式のスロットルアクチュエータによって開閉駆動される。
また、スロットルバルブ４５には、その開度を検出するスロットルセンサが設けられ、その出力はエンジン制御ユニット１００に伝達される。
インテークマニホールド４６は、空気を各気筒の吸気ポート３３に分配する分岐管である。
インテークマニホールド４６は、スロットルバルブ４５の下流側に設けられている。
吸気圧センサ４７は、インテークマニホールド４６内の空気の圧力（吸気圧力）を検出するものである。
吸気圧センサ４７の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。

エキゾーストシステム５０は、排気ポート３４から排出された排気（排ガス）を外部に排出する排気装置である。
エキゾーストシステム５０は、エキゾーストマニホールド５１、エキゾーストパイプ５２、触媒５３、ガソリンパティキュレートフィルタ５４、排気温センサ５５、差圧センサ５６、上流側配管５７、下流側配管５８等を有して構成されている。

エキゾーストマニホールド５１は、各気筒の排気ポート３４から出た排気を集合させる集合管である。
エキゾーストパイプ５２は、エキゾーストマニホールド５１から出た排気を外部に排出する管路（排気流路）である。
触媒５３は、エキゾーストパイプ５２の中間部分に設けられ、排気中のＨＣ、ＮＯ_Ｘ、ＣＯ等を浄化する三元触媒を備えている。
触媒５３は、エキゾーストマニホールド５１の出口に隣接して設けられている。

ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）５４は、排気を濾過し、排気中に含まれるスート、アッシュ等の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するセラミックフィルタである。
ガソリンパティキュレートフィルタ５４は、触媒５３の下流側に設けられている。

排気温センサ５５は、エキゾーストパイプ５２内を流れる排気の温度を検出する温度センサである。
排気温センサ５５の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。
排気温センサ５５は、エキゾーストパイプ５２におけるガソリンパティキュレートフィルタ５４の出口と隣接する箇所に配置されている。

差圧センサ５６は、ガソリンパティキュレートフィルタ５４の上流側と下流側とのエキゾーストパイプ５２内の排気圧力の差（差圧）を検出する差圧検出用の圧力センサである。
差圧センサ５６は、上流側配管５７、下流側配管５８を介してエキゾーストパイプ５２に接続されている。
差圧センサ５６の本体部は、エキゾーストパイプ５２におけるガソリンパティキュレートフィルタ５４の下流側の部分（排気温センサ５５が設けられた部分）に隣接して配置されている。

上流側配管５７は、ガソリンパティキュレートフィルタ５４の入口部近傍においてエキゾーストパイプ５２から分岐して設けられている。
上流側配管５７は、エキゾーストパイプ５２と連通しており、差圧センサ５６にガソリンパティキュレートフィルタ５４の上流側の排気圧力を伝達する。

下流側配管５８は、ガソリンパティキュレートフィルタ５４の出口部近傍においてエキゾーストパイプ５２から分岐して設けられている。
下流側配管５８は、エキゾーストパイプ５２と連通しており、差圧センサ５６にガソリンパティキュレートフィルタ５４の下流側の排気圧力を伝達する。

差圧センサ５６は、上流側配管５７、下流側配管５８の内圧の差圧に応じた電気的信号を発生し、エンジン制御ユニット１００に伝達する。
エンジン制御ユニット１００は、差圧センサ５６から取得した差圧に関する情報を、例えばＥＧＲバルブの開度制御や、ガソリンパティキュレートフィルタ５４の再生制御等の各種制御に利用する。
また、差圧センサ５６の出力は、後述するエンジンのトルクガード制御にも用いられる。

ＥＧＲ装置６０は、エキゾーストマニホールド５１から排気の一部をＥＧＲガスとして抽出し、インテークマニホールド４６内に導入する排気再循環（ＥＧＲ）を行うものである。
ＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲ流路６１、ＥＧＲクーラ６２、ＥＧＲバルブ６３等を備えている。

ＥＧＲ流路６１は、エキゾーストマニホールド５１から、インテークマニホールド４６に排気（ＥＧＲガス）を導入する管路である。
ＥＧＲクーラ６２は、ＥＧＲ流路６１を流れるＥＧＲガスを、エンジン１の冷却水との熱交換によって冷却するものである。
ＥＧＲクーラ６２は、ＥＧＲ流路６１の途中に設けられている。
ＥＧＲバルブ６３は、ＥＧＲ流路６１内を通過するＥＧＲガスの流量を調節する調量弁である。
ＥＧＲバルブ６３は、ＥＧＲ流路６１におけるＥＧＲクーラ６２の下流側に設けられている。
ＥＧＲバルブ６３は、ソレノイド等の電動アクチュエータによって駆動され開閉する弁体を有し、エンジン制御ユニット１００によって、所定の目標ＥＧＲ率（ＥＧＲガス流量／吸気流量）に基づいて設定された開度マップを用いて開度を制御される。

エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、エンジン１、及び、その補機類を、統括的に制御するエンジン制御装置である。
エンジン制御ユニット１００は、ＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス、及び、これらを接続するバス等を備えて構成されている。
また、エンジン制御ユニット１００には、ドライバによる図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ１０１が設けられている。

エンジン制御ユニット１００は、アクセルペダルセンサ１０１の出力等に基づいて、ドライバ要求トルクを設定する機能を備えている。
エンジン制御ユニット１００は、後述するトルクガード制御が実行されていない場合には、エンジン１が実際に発生するトルクが、設定されたドライバ要求トルクに近づくよう、スロットルバルブ開度、過給圧、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、バルブタイミング等を制御する。

また、エンジン制御ユニット１００は、ガソリンパティキュレートフィルタ５４へのスート等の粒子状物質への過堆積が生じた際に、エンジンを保護するため出力トルクを制限するトルクガード制御を行う機能を備えているトルク制限制御部である。
エンジン制御ユニット１００は、圧損演算部１０２、トルクガード制御部１０３、トルクガード値テーブル保持部１０４等を備えている。

圧損演算部１０２は、ガソリンパティキュレートフィルタ５４へのパティキュレートの堆積による圧力損失（通気抵抗）を演算する堆積状態検出部である。
トルクガード制御部１０３は、圧損演算部１０２が検出した通気抵抗に基づいて、エンジン１の出力トルクをトルクガード値（トルク制限値）以下に抑制し、エンジン１の保護を図るものである。
トルクガード制御部１０３は、トルクガード値テーブル保持部１０４を有する。
トルクガード値テーブル保持部１０４は、クランクシャフト１０の回転速度に応じて異なったトルクガード値が読みだされるトルクガード値テーブル（トルク制限値テーブル）を保持する記憶部である。
実施形態においては、トルクガード値テーブルは複数設けられ、通気抵抗に応じて順次切り替えらえる。
これらの機能について、以下より詳細に説明する。

図２は、実施形態のエンジン制御装置におけるフィルタ過堆積時の保護制御の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ０１：フィルタ前後差圧検出＞
エンジン制御ユニット１００の圧損演算部１０２は、差圧センサ５６の出力に基づいて、ガソリンパティキュレートフィルタ５４の上流側、下流側の排気圧力の差（差圧）を検出する。
その後、ステップＳ０２に進む。

＜ステップＳ０２：排気体積流量算出＞
エンジン制御ユニット１００の圧損演算部１０２は、現在ガソリンパティキュレートフィルタ５４に流入している排気の体積流量を算出する。
先ず、排気の質量流量を算出する。排気の質量流量は、エアフローメータ４４が検出するエンジン１の吸入空気量、及び、燃料噴射量の和である。なお、燃料カットの実行中には、排気の質量流量は、吸入空気量と同等となる。
燃料噴射量は、吸入空気量を空燃比（Ａ／Ｆ比）で除して算出することができる。
次に、質量流量から体積流量に単位変換を行う。このとき、排気温度に基づいて、温度補正を行う。
なお、このような排気流量の演算は、燃料カット実施直後や、燃料カットからの復帰直後の過渡領域では精度が低下するため、これらのタイミングでの演算結果は以下の処理では用いないことが好ましい。
その後、ステップＳ０３に進む。

＜ステップＳ０３：フィルタ通気抵抗算出＞
エンジン制御ユニット１００の圧損演算部１０２は、ステップＳ０１で検出したガソリンパティキュレートフィルタ５４の前後差圧、及び、ステップＳ０２で算出した排気の体積流量に基づいて、ガソリンパティキュレートフィルタ５４の通気抵抗を算出する。
通気抵抗は、以下の式により求めることができる。

ＧＰＦ通気抵抗［ｋＰａ・ｓ／Ｌ］
＝ＧＰＦ前後差圧［ｋＰａ］ ／ ＧＰＦ体積流量［Ｌ／ｓ］

なお、通気抵抗には、なまし処理を行う。
その後、ステップＳ０４に進む。

＜ステップＳ０４：トルクガード要否判断＞
エンジン制御ユニット１００は、ステップＳ０３において求めたガソリンパティキュレートフィルタ５４の通気抵抗を、粒子状物質の堆積量に相関するパラメータとし、これを予め設定されたトルクガード実行閾値と比較する。
トルクガード実行閾値は、仮にトルクガードを行わない場合にはエンジン１がダメージを受け得る通気抵抗を考慮して設定される。
通気抵抗がトルクガード実行閾値以上である場合はステップＳ０５に進み、その他の場合は一連の処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ０５：通気抵抗からトルクガード値テーブル選択＞
エンジン制御ユニット１００のトルクガード制御部１０３は、ステップＳ０３において算出されたガソリンパティキュレートフィルタ５４の通気抵抗（圧損）に基づいて、トルクガード値テーブル保持部１０４に保持された複数のトルクガード値テーブルから、トルクガード制御で適用するものを選択する。
図３は、実施形態のエンジン制御装置におけるトルクガード値テーブルの切り替えを示す図である。
図３において、横軸は通気抵抗（右側が大）を示している。
実施形態においては、例えば、トルクガード値テーブル１乃至４を、通気抵抗に応じて切り替えている。
トルクガード値テーブル１乃至４は、通気抵抗の増大に応じて順次選択されるようになっている。

トルクガード値テーブル１が選択された状態において、通気抵抗が増加し閾値Ｔｈ２Ｕに達した場合には、トルクガード値テーブル２に切り替えられる。
トルクガード値テーブル２が選択された状態において、通気抵抗が増加し閾値Ｔｈ３Ｕに達した場合には、トルクガード値テーブル３に切り替えられる。
トルクガード値テーブル３が選択された状態において、通気抵抗が増加し閾値Ｔｈ４Ｕに達した場合には、トルクガード値テーブル４に切り替えられる。

トルクガード値テーブル４が選択された状態において、通気抵抗が減少し閾値Ｔｈ３Ｄに達した場合には、トルクガード値テーブル３に切り替えられる。
トルクガード値テーブル３が選択された状態において、通気抵抗が減少し閾値Ｔｈ２Ｄに達した場合には、トルクガード値テーブル２に切り替えられる。
トルクガード値テーブル２が選択された状態において、通気抵抗が減少し閾値Ｔｈ１Ｄに達した場合には、トルクガード値テーブル１に切り替えられる。

ここで、閾値Ｔｈ２Ｕは閾値Ｔｈ１Ｄに対して所定値以上大きく、閾値Ｔｈ３Ｕは閾値Ｔｈ２Ｄに対して所定値以上大きく、閾値Ｔｈ４Ｕは閾値Ｔｈ３Ｄに対して所定値以上大きく設定されることにより、トルクガード値テーブルの切り替えにヒステリシス特性を持たせ、ハンチングが発生しないようになっている。

トルクガード値テーブル１乃至４は、それぞれエンジン回転数（クランクシャフト１０の回転速度）に応じて推移するトルクガード値（トルク制限値）が読みだされるよう構成されている。
図４は、実施形態のエンジン制御装置におけるエンジン回転数とトルクガード値、エンジン出力の相関の一例を示す図である。
図４において、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸はエンジン出力及びトルクを示している。
トルクガード値テーブル１乃至４におけるトルク制限値は、エンジン回転数の増加に応じて小さくなるように設定されるとともに、エンジン回転数の増加に応じて、トルクとエンジン回転数の積に比例するエンジン出力が維持又は微増するように設定されている。
また、エンジン回転数が同じであるときのトルク制限値は、トルクガード値テーブル１からトルクガード値テーブル４へ、順次低くなるように設定されている。
トルクガード値テーブルを選択後、ステップＳ０６に進む。

＜ステップＳ０６：トルクガード値テーブル切替有無判断＞
エンジン制御ユニット１００のトルクガード制御部１０３は、現在選択されているトルクガード値テーブルが、直前に他のトルクガード値テーブルから切り替えられたものであるか判別する。
従前のトルクガード値テーブルから切替直後である場合はステップＳ０８に進み、その他の場合はステップＳ０７に進む。

＜ステップＳ０７：トルクガード制御実行＞
エンジン制御ユニット１００のトルクガード制御部１０３は、エンジン１の実際の出力トルクが、トルクガード値以下となるようにエンジン１の出力を制御する。
例えば、アクセルペダルセンサ１０１の出力に基づいて設定されるドライバ要求トルクがトルクガード値以上となる場合には、実際の出力トルクがトルクガード値となるようにスロットルバルブ４５の開度等を制御する。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ０８：トルク制限値徐変＞
エンジン制御ユニット１００は、切替前のトルクガード値テーブルに基づくトルクガード値から、切替後のトルクガード値テーブルに基づくトルクガード値へ、ステップＳ０７のトルクガード制御において適用されるトルクガード値を、所定の移行期間にわたって徐々に変化（徐変）させる。
その後、ステップＳ０７に進む。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）トルクガード値を、ガソリンパティキュレートフィルタ５４における粒子状物質の堆積量に相関するパラメータに応じて段階的に切り替えることにより、現在のガソリンパティキュレートフィルタ５４の堆積状態に応じて適切なトルクガード値を適用することが可能となり、出力性能を過度に低下させることなく適切にエンジンの保護を行うことができる。
また、トルクガード値を段階的（非連続的）に切り替えることにより、排気圧力の脈動や運転状態の変化に応じてトルクガード値が過敏に変化し、ドライバの意図に反する出力トルク変化が生じることを防止することができる。
（２）エンジン回転数に応じてトルクガード値を変化させることにより、異なったエンジン回転数に対して適切にエンジンを保護できるトルクガード値を設定することができる。
（３）エンジン回転数の増加に応じてトルクガード値を減少させることにより、高回転時に排気流量が増加して不具合が発生することを防止することができる。
また、エンジン回転数の増加に応じてエンジンの出力（トルクとエンジン回転数との積に比例する）が増加することにより、ドライバが加速を欲してエンジン回転数を上昇させた際に出力が低下して車両が失速することを防止できる。
（４）通気抵抗に応じたトルクガード値テーブルの切り替えにヒステリシス特性を持たせたことにより、トルク制限値のハンチングが生じてエンジンの出力トルクが頻繁に変化することを防止できる。
（５）トルクガード値テーブルを切り替える際にトルクガード値を徐変させることにより、エンジンの出力トルクが急変することを防止し、車両のドライバビリティ（運転しやすさ）や快適性を向上することができる。
（６）ガソリンパティキュレートフィルタ５４の通気抵抗を粒子状物質の堆積量に相関するパラメータとすることにより、エンジン１の運転状態の変化により排気の体積流量が変化した場合であっても適切なトルクガード値の設定を行うことができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン制御装置、及び、エンジンの構成は、上述した実施形態に限らず、適宜変更することが可能である。
例えば、実施形態ではエンジンはガソリンエンジンであるが、本発明はディーゼルパティキュレートフィルタを有するディーゼルエンジンにも適用することができる。
また、上記以外の燃料や燃焼サイクルを有するエンジンにも本発明を適用することができる。
さらに、エンジンの気筒数、シリンダレイアウト、過給機の有無及び種類、燃料噴射方式なども特に限定されない。
（２）実施形態では、フィルタへの粒子状物質の堆積状態に関するパラメータとして、フィルタの圧力損失を用いているが、これに限らず、フィルタの上流側、下流側の差圧をパラメータとしてもよい。この場合、装置構成や演算処理を簡素化することができる。
また、エンジンの運転状態の履歴に基づいて推定される堆積量をパラメータとしてもよい。この場合、差圧センサを設けない構成であっても本発明を適用することが可能となり、装置構成を簡素化することができる。なお、通常は差圧センサを用いるとともに、差圧センサのフェール時あるいは差圧センサ配管の凍結時のみ堆積量の推定値を用いる構成としてもよい。

１ エンジン
１０ クランクシャフト １１ クランク角センサ
２０ シリンダブロック
２０Ｒ 右側シリンダブロック ２０Ｌ 左側シリンダブロック
２１ 水温センサ ３０ シリンダヘッド
３０Ｒ 右側シリンダヘッド ３０Ｌ 左側シリンダヘッド
３１ 燃焼室
３２ 点火プラグ ３３ 吸気ポート
３４ 排気ポート ３５ 吸気バルブ
３６ 排気バルブ ３７ 吸気カムシャフト
３８ 排気カムシャフト ３９ インジェクタ
４０ インテークシステム ４１ インテークダクト
４２ チャンバ ４３ エアクリーナ
４４ エアフローメータ ４５ スロットルバルブ
４６ インテークマニホールド ４７ 吸気圧センサ
５０ エキゾーストシステム ５１ エキゾーストマニホールド
５２ エキゾーストパイプ ５３ 触媒
５４ ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）
５５ 排気温センサ ５６
５７ 上流側配管 ５８ 下流側配管
６０ ＥＧＲ装置 ６１ ＥＧＲ流路
６２ ＥＧＲクーラ ６３ ＥＧＲバルブ
１００ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１０１ アクセルペダルセンサ １０２ 圧損演算部
１０３ トルクガード制御部 １０４ トルクガード値テーブル保持部

Claims (7)

1. エンジンの排気装置に設けられたフィルタにおける粒子状物質の堆積量に相関するパラメータを検出する堆積状態検出部と、
   前記堆積状態検出部により検出された前記パラメータが所定値以上であるときに前記エンジンの出力トルクを所定のトルク制限値以下に制限するトルク制限制御部と
   を備えるエンジン制御装置であって、
   前記トルク制限制御部は、前記エンジンの出力軸回転速度に応じて異なった前記トルク制限値が求められるトルク制限値テーブルを複数保持し、前記パラメータの変化に応じて前記トルク制限値テーブルを切り替えることにより前記トルク制限値を段階的に切り替えること
   を特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記トルク制限値テーブルは、前記出力軸回転速度の増加に応じて前記トルク制限値が減少しかつ前記エンジンの出力は維持され又は増加するよう構成されること
   を特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記トルク制限制御部は、前記パラメータの増加に応じて前記トルク制限値テーブルを切り替える閾値と、前記パラメータの減少に応じて前記トルク制限値テーブルを切り替える閾値との間にヒステリシスを設けること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン制御装置。
4. 前記トルク制限制御部は、前記トルク制限値テーブルを切り替える際に、前記エンジンの出力トルクを徐変させること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
5. 前記パラメータは、前記フィルタの通気抵抗であること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
6. 前記パラメータは、前記フィルタの上流側圧力と下流側圧力との差圧であること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
7. 前記パラメータは、前記エンジンの運転状態の履歴に基づいて推定される粒子状物質の推定堆積量であること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
   

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