WO2023199532A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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WO2023199532A1
WO2023199532A1 PCT/JP2022/025316 JP2022025316W WO2023199532A1 WO 2023199532 A1 WO2023199532 A1 WO 2023199532A1 JP 2022025316 W JP2022025316 W JP 2022025316W WO 2023199532 A1 WO2023199532 A1 WO 2023199532A1
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WO
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angle
angular
interval
angular velocity
ideal
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/025316
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
武史 北尾
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Publication of WO2023199532A1 publication Critical patent/WO2023199532A1/ja

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00

Definitions

  • the present application relates to a control device for an internal combustion engine.
  • Patent Document 1 calculates the crank angular velocity and crank angular acceleration based on the output signal of the crank angle sensor, calculates the gas pressure torque generated by combustion based on the crank angular velocity and the crank angular acceleration, and calculates the gas pressure. It is configured to calculate the amount of work due to torque.
  • Patent Document 2 detects the instantaneous rotational speed of the crankshaft based on the output signal of the crank angle sensor, calculates the measurement parameter based on the instantaneous rotational speed, and calculates the ideal parameter corresponding to the average speed of the instantaneous rotational speed.
  • the measurement parameter is acquired from the storage means and is configured to learn the error of the measured parameter with respect to the ideal parameter.
  • Patent Document 1 does not disclose a specific method for dealing with this detection error. Therefore, in the technique of Patent Document 1, there is a risk that the accuracy of control performed based on the crank angular velocity and crank angular acceleration may deteriorate.
  • an object of the present application is to provide a control device for an internal combustion engine that can accurately correct the crank angle detection error.
  • a control device for an internal combustion engine includes a plurality of detected parts provided at a plurality of predetermined crank angles on a rotating member that rotates integrally with a crankshaft, and a plurality of detected parts fixed to a non-rotating member.
  • An internal combustion engine control device that controls an internal combustion engine, comprising a specific crank angle sensor that detects gas pressure in an intake pipe, and a gas pressure sensor that detects gas pressure in an intake pipe. Based on the output signal of the specific crank angle sensor, detect the crank angle and detect the detection time at which the crank angle was detected, and based on the detected angle that is the detected crank angle, determine the angle between the detected angles.
  • an angle information detection unit that calculates an angular interval corresponding to the section, and calculates a time interval corresponding to the angular section based on the detection time; an angle information correction unit that corrects the angular interval or the time interval of each of the angular intervals using a correction value provided one by one corresponding to each of the angular intervals; an intake pipe gas pressure detection unit that detects gas pressure in the intake pipe based on an output signal of the gas pressure sensor; Based on the detected value of the gas pressure in the intake pipe and the detected angle, the axial torque of the crankshaft due to the gas pressure in the cylinder and the reciprocating motion of the piston is calculated for each of the angle sections using a physical model equation of the crank mechanism.
  • a shaft torque estimator that estimates in accordance with the In an ideal state assuming that there is no variation in the plurality of crank angles at which the plurality of detected parts are arranged, based on the estimated value of the shaft torque of each of the angle sections and the moment of inertia of the crankshaft system, an ideal angular velocity calculation unit that calculates an ideal section angular velocity that is an angular velocity corresponding to each of the angular sections; For each of the angular intervals, the detection interval angular velocity, which is the angular velocity corresponding to the angular interval calculated by the time interval and the angular interval after correction processing using the correction value, approaches the ideal interval angular velocity; and a correction value changing unit that changes the correction value for each of the angle sections.
  • the estimated value of the shaft torque is calculated using a physical model equation of the crank mechanism. Becomes shaft torque. Since the ideal section angular velocity is calculated based on the estimated value of the shaft torque, it becomes the section angular velocity in the ideal state. Therefore, by changing the correction value for each angle section so that the detection section angular velocity approaches the ideal section angular velocity, it is possible to appropriately change the correction value so as to cancel out the variation in the crank angle at which the detected part is arranged. This makes it possible to accurately correct crank angle detection errors.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine and a control device according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine and a control device according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a block diagram of a control device according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a hardware configuration diagram of a control device according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a time chart for explaining angle information detection processing according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining correction values stored in a storage device according to the first embodiment. 7 is a time chart for explaining calculation processing of crank acceleration and angular acceleration according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a change in crank angular velocity when the correction process according to the first embodiment is not performed.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a change in crank angular velocity when the correction process according to the first embodiment is not performed.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining processing of a one-rotation time detection section and an ideal angular velocity calculation section according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the behavior of the crank angular velocity when the correction process according to the first embodiment is not performed.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the behavior of the crank angular velocity when performing the correction process according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a change in crank angular velocity when performing correction processing according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining processing of a one-rotation time detection section and an ideal angular velocity calculation section according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining processing of a one-rotation time detection section and a correction value changing section according to Embodiment 3;
  • Embodiment 1 A control device 50 (hereinafter simply referred to as control device 50) for the internal combustion engine 1 according to Embodiment 1 will be described with reference to the drawings.
  • 1 and 2 are schematic configuration diagrams of an internal combustion engine 1 and a control device 50 according to the present embodiment
  • FIG. 3 is a block diagram of the control device 50 according to the present embodiment.
  • the internal combustion engine 1 and the control device 50 are mounted on a vehicle, and the internal combustion engine 1 serves as a driving force source for the vehicle (wheels).
  • the internal combustion engine 1 includes a cylinder 7 that burns a mixture of air and fuel.
  • the internal combustion engine 1 includes an intake pipe 23 that supplies air to the cylinder 7 and an exhaust pipe 17 that discharges exhaust gas burned in the cylinder 7.
  • the internal combustion engine 1 is a gasoline engine.
  • the internal combustion engine 1 includes a throttle valve 4 that opens and closes an intake pipe 23.
  • the throttle valve 4 is an electronically controlled throttle valve that is driven to open and close by an electric motor controlled by a control device 50.
  • the throttle valve 4 is provided with a throttle opening sensor 19 that outputs an electrical signal according to the opening of the throttle valve 4 .
  • An air flow sensor 3 is provided in the intake pipe 23 on the upstream side of the throttle valve 4 and outputs an electrical signal according to the amount of intake air taken into the intake pipe 23.
  • the internal combustion engine 1 includes an exhaust gas recirculation device 20 .
  • the exhaust gas recirculation device 20 includes an EGR flow path 21 that recirculates exhaust gas from the exhaust pipe 17 to the intake manifold 12, and an EGR valve 22 that opens and closes the EGR flow path 21.
  • the intake manifold 12 is a portion of the intake pipe 23 on the downstream side of the throttle valve 4.
  • the EGR valve 22 is an electronically controlled EGR valve that is driven to open and close by an electric motor controlled by the control device 50.
  • the exhaust pipe 17 is equipped with an air-fuel ratio sensor 18 that outputs an electrical signal according to the air-fuel ratio of exhaust gas within the exhaust pipe 17.
  • the intake manifold 12 is provided with a gas pressure sensor 8 that outputs an electrical signal according to the pressure inside the intake manifold 12.
  • An injector 13 that injects fuel is provided on the downstream side of the intake manifold 12. Note that the injector 13 may be provided to inject fuel directly into the cylinder 7.
  • the internal combustion engine 1 is provided with an atmospheric pressure sensor 33 that outputs an electrical signal according to atmospheric pressure.
  • an ignition plug that ignites a mixture of air and fuel, and an ignition coil 16 that supplies ignition energy to the ignition plug.
  • an intake valve 14 that adjusts the amount of intake air sucked into the cylinder 7 from the intake pipe 23, and an exhaust valve 15 that adjusts the amount of exhaust gas discharged from the inside of the cylinder to the exhaust pipe 17. and are provided.
  • the intake valve 14 is provided with an intake variable valve timing mechanism that changes the valve opening/closing timing.
  • the exhaust valve 15 is provided with an exhaust variable valve timing mechanism that makes the valve opening/closing timing variable.
  • the variable valve timing mechanisms 14 and 15 have electric actuators.
  • the internal combustion engine 1 includes a plurality of cylinders 7 (three in this example).
  • a piston 5 is provided within each cylinder 7.
  • the piston 5 of each cylinder 7 is connected to the crankshaft 2 via a connecting rod 9 and a crank 32.
  • the crankshaft 2 is rotationally driven by the reciprocating movement of the piston 5.
  • the combustion gas pressure generated in each cylinder 7 presses the top surface of the piston 5 and rotates the crankshaft 2 via the connecting rod 9 and the crank 32.
  • the crankshaft 2 is connected to a power transmission mechanism that transmits driving force to the wheels.
  • the power transmission mechanism includes a transmission, a differential gear, and the like.
  • the vehicle equipped with the internal combustion engine 1 may be a hybrid vehicle equipped with a motor generator within the power transmission mechanism.
  • the internal combustion engine 1 includes a signal plate 10 that rotates integrally with the crankshaft 2.
  • the signal plate 10 is provided with a plurality of teeth at a plurality of predetermined crank angles.
  • the signal plate 10 has teeth arranged at intervals of 10 degrees.
  • the teeth of the signal plate 10 are provided with missing teeth where some teeth are missing.
  • the internal combustion engine 1 is fixed to the engine block 24 and includes a first crank angle sensor 11 that detects the teeth of the signal plate 10 .
  • the internal combustion engine 1 includes a camshaft 29 connected to the crankshaft 2 by a chain 28.
  • the camshaft 29 drives the intake valve 14 and the exhaust valve 15 to open and close.
  • the camshaft 29 rotates once while the crankshaft 2 rotates twice.
  • the internal combustion engine 1 includes a cam signal plate 31 that rotates integrally with the camshaft 29 .
  • the cam signal plate 31 is provided with a plurality of teeth at a plurality of predetermined camshaft angles.
  • the internal combustion engine 1 is fixed to the engine block 24 and includes a cam angle sensor 30 that detects the teeth of a signal plate 31 for the cam.
  • the control device 50 detects the crank angle with respect to the top dead center of each piston 5 based on two types of output signals from the first crank angle sensor 11 and the cam angle sensor 30, and also controls the stroke of each cylinder 7. Discern.
  • the internal combustion engine 1 is a four-stroke engine having an intake stroke, a compression stroke, a combustion stroke, and an exhaust stroke.
  • the internal combustion engine 1 includes a flywheel 27 that rotates integrally with the crankshaft 2.
  • the outer peripheral portion of the flywheel 27 is a ring gear 25, and the ring gear 25 is provided with a plurality of teeth at a plurality of predetermined crank angles.
  • the teeth of the ring gear 25 are provided at equal angular intervals in the circumferential direction. In this example, 60 teeth are provided at intervals of 6 degrees.
  • the teeth of the ring gear 25 are not provided with any missing teeth.
  • the internal combustion engine 1 is fixed to an engine block 24 and includes a second crank angle sensor 6 that detects teeth of a ring gear 25.
  • the second crank angle sensor 6 is disposed on the outside of the ring gear 25 in the radial direction, facing the ring gear 25 with a space therebetween.
  • the opposite side of the flywheel 27 from the crankshaft 2 is connected to a power transmission mechanism. Therefore, the output torque of the internal combustion engine 1 is transmitted to the wheels through the flywheel 27.
  • the first crank angle sensor 11, the cam angle sensor 30, and the second crank angle sensor 6 output electrical signals according to changes in the distance between each sensor and the teeth due to the rotation of the crankshaft 2.
  • the output signals of the respective angle sensors 11, 30, and 6 are rectangular waves that turn on and off depending on whether the distance between the sensor and the tooth is close or far.
  • an electromagnetic pickup type sensor is used, for example.
  • the flywheel 27 (ring gear 25) has more teeth than the signal plate 10 and has no missing teeth, so high-resolution angle detection can be expected. Further, the flywheel 27 has a mass larger than the mass of the signal plate 10, and high frequency vibrations are suppressed, so that highly accurate angle detection can be expected.
  • the second crank angle sensor 6 corresponds to a "specific crank angle sensor” in the present application
  • the flywheel 27 corresponds to a “rotating member” in the present application
  • a ring gear provided on the flywheel 27 corresponds to a “rotating member” in the present application
  • the tooth 25 corresponds to the "detected part” in the present application
  • the engine block 24 corresponds to the "non-rotating member” in the present application.
  • the control device 50 is a control device that controls the internal combustion engine 1.
  • the control device 50 includes an intake pipe gas pressure detection section 51, an angle information detection section 52, an angle information correction section 53, a shaft torque estimation section 54, an ideal angular velocity calculation section 55, a correction value change section 56, and a control section such as a one-rotation time detection section 57.
  • Each of the control units 51 to 57 of the control device 50 is realized by a processing circuit included in the control device 50. Specifically, as shown in FIG.
  • the control device 50 includes a processing circuit such as an arithmetic processing device 90 (computer) such as a CPU (Central Processing Unit), and a processing circuit connected to the arithmetic processing device 90 via a signal line such as a bus. It includes a connected storage device 91, an input circuit 92 that inputs external signals to the arithmetic processing device 90, an output circuit 93 that outputs signals from the arithmetic processing device 90 to the outside, and the like.
  • a processing circuit such as an arithmetic processing device 90 (computer) such as a CPU (Central Processing Unit)
  • a processing circuit connected to the arithmetic processing device 90 via a signal line such as a bus. It includes a connected storage device 91, an input circuit 92 that inputs external signals to the arithmetic processing device 90, an output circuit 93 that outputs signals from the arithmetic processing device 90 to the outside, and the like.
  • the arithmetic processing unit 90 includes an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an IC (Integrated Circuit), a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), various logic circuits, and various signal processing circuits. It's okay. Further, a plurality of arithmetic processing units 90 of the same type or different types may be provided, and each process may be shared and executed.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • IC Integrated Circuit
  • DSP Digital Signal Processor
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the storage device 91 includes volatile and nonvolatile storage devices such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM).
  • the input circuit 92 is connected to various sensors and switches, and includes an A/D converter and the like for inputting output signals of these sensors and switches to the arithmetic processing device 90.
  • the output circuit 93 is connected to electrical loads and includes a drive circuit and the like for outputting control signals from the arithmetic processing device 90 to these electrical loads.
  • control units 51 to 57 of the control device 50 are executed by the arithmetic processing unit 90 executing software (programs) stored in the storage device 91 such as ROM and EEPROM, and the storage device 91 and the input This is realized by cooperating with other hardware of the control device 50 such as the circuit 92 and the output circuit 93.
  • setting data such as the moment of inertia Icrk and the determination value used by each of the control units 51 to 57 and the like is stored in a storage device 91 such as a ROM or an EEPROM.
  • the data such as the correction value Kc, the angular interval ⁇ d, the time interval ⁇ Td, each calculated value, and each detected value calculated by each control unit 51 to 57 etc. are stored in a rewritable storage device 91 such as a RAM. .
  • the input circuit 92 includes the first crank angle sensor 11, the cam angle sensor 30, the second crank angle sensor 6, the air flow sensor 3, the throttle opening sensor 19, the gas pressure sensor 8, and the atmospheric pressure sensor 33. , an air-fuel ratio sensor 18, an accelerator position sensor 26, and the like are connected.
  • the output circuit 93 is connected to the throttle valve 4 (electric motor), the EGR valve 22 (electric motor), the injector 13, the ignition coil 16, the intake variable valve timing mechanism 14, the exhaust variable valve timing mechanism 15, and the like.
  • various sensors, switches, actuators, etc. (not shown) are connected to the control device 50.
  • the control device 50 detects operating conditions of the internal combustion engine 1 such as intake air amount, pressure in the intake manifold, atmospheric pressure, air-fuel ratio, and accelerator opening based on output signals from various sensors.
  • the control device 50 calculates the fuel injection amount, ignition timing, etc. based on input output signals of various sensors, etc., and drives and controls the injector 13, ignition coil 16, etc.
  • the control device 50 calculates the output torque of the internal combustion engine 1 requested by the driver based on the output signal of the accelerator position sensor 26, etc., and adjusts the throttle so that the amount of intake air achieves the requested output torque.
  • Controls valve 4 etc. Specifically, the control device 50 calculates a target throttle opening, and controls the electric motor of the throttle valve 4 so that the throttle opening detected based on the output signal of the throttle opening sensor 19 approaches the target throttle opening. to drive and control.
  • control device 50 calculates a target opening degree of the EGR valve 22 based on input output signals of various sensors, etc., and drives and controls the electric motor of the EGR valve 22.
  • the control device 50 calculates the target opening/closing timing of the intake valve and the target opening/closing timing of the exhaust valve based on the input output signals of various sensors, etc., and adjusts the intake and exhaust variable valve timing mechanism based on each target opening/closing timing. 14 and 15 are driven and controlled.
  • the intake pipe gas pressure detection unit 51 detects the gas pressure Pind in the intake pipe based on the output signal of the gas pressure sensor 8. Gas pressure Pind in the intake pipe is detected at every predetermined detection period.
  • the angle information detection unit 52 detects the crank angle ⁇ d based on the output signal of the second crank angle sensor 6, which is a specific crank angle sensor, and also detects the detection time Td at which the crank angle ⁇ d is detected. To detect. Then, the angle information detection unit 52 calculates an angular interval ⁇ d corresponding to an angular interval Sd between the detected angles ⁇ d based on the detected angle ⁇ d, which is the detected crank angle, and calculates an angular interval ⁇ d corresponding to the angular interval Sd between the detected angles ⁇ d. A time interval ⁇ Td corresponding to Sd is calculated.
  • the angle information detection unit 52 is configured to determine the crank angle ⁇ d when the falling edge (or rising edge) of the output signal (rectangular wave) of the second crank angle sensor 6 is detected. ing.
  • the angle information detection unit 52 determines a base falling edge that is a falling edge corresponding to a base angle (for example, 0 degrees, which is the top dead center of the piston 5 of the first cylinder 7), and sets the base falling edge as the base point.
  • the crank angle ⁇ d corresponding to the number n of the falling edge counted up (hereinafter referred to as angle identification number n) is determined.
  • the angle information detection unit 52 when the angle information detection unit 52 detects the base falling edge, it sets the crank angle ⁇ d to the base angle (for example, 0 degrees) and sets the angle identification number n to 1. Then, each time the angle information detection unit 52 detects a falling edge, it increases the crank angle ⁇ d by a preset angular interval ⁇ d (6 degrees in this example) and increases the angle identification number n by 1.
  • the angle information detection unit 52 may be configured to read the crank angle ⁇ d corresponding to the current angle identification number n using an angle table in which the relationship between the angle identification number n and the crank angle ⁇ d is set in advance. good.
  • the angle information detection unit 52 associates the crank angle ⁇ d (detected angle ⁇ d) with the angle identification number n.
  • the detection time Td and the detection angle ⁇ d may be used that complement the missing tooth part with information before and after the missing tooth part, or the detection time Td and the detection angle ⁇ d that do not complement the missing tooth part may be used. It may be used as is. If the missing tooth portion is not complemented, the angular interval ⁇ d corresponding to the missing tooth portion is used in each calculation.
  • the angle information detection unit 52 determines the base point of the second crank angle sensor 6 by referring to a reference crank angle ⁇ r detected based on the first crank angle sensor 11 and the cam angle sensor 30, which will be described later. Determine the falling edge. For example, the angle information detection unit 52 determines the falling edge whose reference crank angle ⁇ r is closest to the base angle when the falling edge of the second crank angle sensor 6 is detected to be the base falling edge.
  • the angle information detection unit 52 refers to the stroke of each cylinder 7 determined based on the first crank angle sensor 11 and the cam angle sensor 30, and determines the stroke of each cylinder 7 corresponding to the crank angle ⁇ d.
  • the angle information detection unit 52 detects the detection time Td when the falling edge of the output signal (rectangular wave) of the second crank angle sensor 6 is detected, and associates the detection time Td with the angle identification number n. Specifically, the angle information detection unit 52 detects the detection time Td using a timer function included in the arithmetic processing device 90.
  • the angle information detection unit 52 when the angle information detection unit 52 detects a falling edge, it calculates the detected angle ⁇ d(n) corresponding to the current angle identification number (n) and the previous angle identification number (n-1). ) is set as the angle interval Sd(n) corresponding to the current angle identification number (n).
  • the angle information detection unit 52 when the angle information detection unit 52 detects a falling edge, it detects the detected angle ⁇ d(n) corresponding to the current angle identification number (n) and the previous angle identification number. The deviation from the detected angle ⁇ d(n-1) corresponding to (n-1) is calculated, and the angle interval ⁇ d(n ). In this embodiment, the angular intervals between the teeth of the ring gear 25 are all equal, so the angle information detection unit 52 calculates the angular intervals ⁇ d of all the angle identification numbers n by a preset angle (in this example). Then set it to 6 degrees).
  • the angle information detection unit 52 detects the detection time Td(n) corresponding to the current angle identification number (n) and the previous angle identification number.
  • the deviation from the detection time Td(n-1) corresponding to (n-1) is calculated and the time interval ⁇ Td(n) corresponding to the current angle identification number (n) (current angle section Sd(n)) is calculated. ).
  • the angle information detection unit 52 detects a reference crank angle ⁇ r based on the top dead center of the piston 5 of the first cylinder 7 based on two types of output signals from the first crank angle sensor 11 and the cam angle sensor 30. At the same time, the stroke of each cylinder 7 is determined. For example, the angle information detection unit 52 determines the falling edge immediately after the missing tooth portion of the signal plate 10 from the time interval between the falling edges of the output signal (rectangular wave) of the first crank angle sensor 11. Then, the angle information detection unit 52 determines the correspondence between each falling edge based on the falling edge immediately after the missing tooth portion and the reference crank angle ⁇ r based on the top dead center, and determines the correspondence between each falling edge and the reference crank angle ⁇ r based on the top dead center.
  • a reference crank angle ⁇ r with respect to the top dead center at the time when is detected is calculated. Further, the angle information detection unit 52 determines the position of the missing tooth portion in the output signal (rectangular wave) of the first crank angle sensor 11 and the relationship between the output signal (rectangular wave) of the cam angle sensor 30 and the output signal (rectangular wave) of each cylinder 7. Determine the journey.
  • the angle information correction unit 53 corrects each angular interval ⁇ d or time interval ⁇ Td of the angular interval Sd using a correction value Kc provided one by one corresponding to each angular interval Sd.
  • the angle information correction unit 53 provides one correction value Kc(n) for each angle section Sd(n) of each angle identification number n.
  • each correction value Kc is stored in a rewritable storage device 91 such as a RAM of the control device 50 in association with each angle identification number n.
  • the angle information correction unit 53 sets a correction value corresponding to the current angle identification number (n) at the time interval ⁇ Td(n) corresponding to the current angle identification number (n). By multiplying by Kc(n), a corrected time interval ⁇ Tdc(n) corresponding to the current angle identification number (n) is calculated. Alternatively, the angle information correction unit 53 divides the angular interval ⁇ d(n) corresponding to the current angle identification number (n) by the correction value Kc(n) corresponding to the current angle identification number (n), A corrected angular interval ⁇ dc(n) corresponding to the current angle identification number (n) is calculated.
  • the angle information correction unit 53 is configured to correct the crank angular velocity ⁇ d(n) calculated from the angular interval ⁇ d(n) and time interval ⁇ Td(n) before correction, using the correction value Kc(n). Good too.
  • the time interval ⁇ Td is corrected using the correction value Kc.
  • the angular interval ⁇ d that has not been corrected by the correction value Kc will also be referred to as the angular interval ⁇ dc after the correction process.
  • crank angular velocity ⁇ d which is the time rate of change of the crank angle ⁇ d, corresponding to each of the detected angle ⁇ d or the angle section Sd, based on the angle interval ⁇ dc and time interval ⁇ Tdc after the correction process using the correction value Kc.
  • crank angular acceleration ⁇ d which is the time rate of change of the crank angular velocity ⁇ d.
  • the angle information detection unit 52 calculates the angle interval ⁇ dc(n) and time interval ⁇ Tdc(n) after the correction process corresponding to the angle section Sd(n) to be processed. Based on this, the crank angular velocity ⁇ d(n) corresponding to the angular section Sd(n) to be processed is calculated. Specifically, as shown in equation (4), the angle information detection unit 52 calculates the angular interval ⁇ dc(n) after the correction process corresponding to the angle interval Sd(n) to be processed based on the time after the correction process. The crank angular velocity ⁇ d(n) is calculated by dividing by the interval ⁇ Tdc(n).
  • the angle information detection unit 52 calculates the crank angular velocity ⁇ d(n) corresponding to one angle section Sd(n) immediately before the detected angle ⁇ d(n) to be processed, the time interval ⁇ Tdc(n) after correction processing, and the processing Based on the crank angular velocity ⁇ d(n+1) corresponding to one angle section Sd(n+1) immediately after the detected angle ⁇ d(n) of the target and the time interval ⁇ Tdc(n+1) after correction processing, the detected angle ⁇ d(n) of the target to be processed is calculated. ) is calculated.
  • the angle information detection unit 52 subtracts the immediately preceding crank angular velocity ⁇ d(n) from the immediately subsequent crank angular velocity ⁇ d(n+1), and calculates the subtracted value after the immediately subsequent correction process.
  • the crank angular acceleration ⁇ d(n) is calculated by dividing the time interval ⁇ Tdc(n+1) by the average value of the immediately preceding correction processing time interval ⁇ Tdc(n).
  • crank angular velocity ⁇ d(n) and the crank angular acceleration ⁇ d(n) are used for controlling various known internal combustion engines, such as estimating the combustion state.
  • FIG. 8 shows the crank angular velocity ⁇ dcmp without correction processing calculated based on the angular interval ⁇ d and the time interval ⁇ Td that have not been corrected by the correction value Kc when a change occurs in the tooth arrangement crank angle, and the crank angular velocity ⁇ dcmp for measurement.
  • the behavior with the highly accurate crank angular velocity ⁇ * detected by the provided highly accurate rotation sensor is shown.
  • the crank angular velocity ⁇ dcmp without correction processing varies with respect to the highly accurate crank angular velocity ⁇ * for measurement.
  • FIG. 9 shows the angular velocity ratio obtained by dividing the crank angular velocity ⁇ dcmp without correction processing by the highly accurate crank angular velocity ⁇ * for measurement at each crank angle. If the angular velocity ratio is greater than 1, the actual angular interval is shorter than the specified angular interval (6 degrees), and if it is smaller than 1, the actual angular interval is shorter than the specified angular interval (6 degrees). degree). Therefore, unless the correction value Kc is appropriately changed and corrected by the correction value Kc so as to cancel out the variation in the tooth arrangement crank angle, a high frequency component will be superimposed on the calculated crank angular velocity ⁇ d and crank angular acceleration ⁇ d. The accuracy of combustion state estimation and control of the internal combustion engine, such as combustion control, deteriorates. Below, processing for appropriately changing the correction value Kc will be explained.
  • the shaft torque estimation unit 54 uses a physical model equation of the crank mechanism to estimate the shaft torque of the crankshaft due to the gas pressure in the cylinder and the reciprocating motion of the piston, based on the detected value Pind of the gas pressure in the intake pipe and the detected angle ⁇ d. Tcrke(n) is estimated corresponding to each angle interval Sd(n).
  • the shaft torque estimating unit 54 calculates the gas pressure torque Tgas generated by the gas pressure Pcyl in the cylinder and the inertia torque Tin generated by the reciprocating motion of the piston, and calculates the gas pressure torque Tgas generated by the gas pressure Pcyl in the cylinder.
  • the estimated value Tcrke of the shaft torque is calculated by summing Tgas and the inertia torque Tin.
  • the shaft torque estimating unit 54 uses a physical model formula to calculate the gas pressure torque caused by the gas pressure in the cylinder, and calculates the gas pressure torque caused by the gas pressure Pcyl in the cylinder based on the detected value Pind of the gas pressure in the intake pipe. Calculate Tgas.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the gas pressure torque Tgas generated by the gas pressure in the cylinder when it is assumed that the internal combustion engine is in an unburned state where no combustion is performed.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the gas pressure in the intake pipe using a formula that calculates the gas pressure by polytropic change for the cylinder i in which the intake valve and the exhaust valve are closed. Based on the detected value Pind and the crank angle ⁇ d, the gas pressure Pcyl_i in the cylinder is calculated. For a cylinder i in which the intake valve is open and the exhaust valve is closed, the shaft torque estimation unit 54 calculates the gas pressure Pcyl_i in the cylinder based on the detected value Pind of the gas pressure in the intake pipe. For the cylinder i whose exhaust valve is open, the gas pressure Pcyl_i in the cylinder is calculated based on the gas pressure Pex in the exhaust pipe.
  • Nply is a polytropic index, and a preset value is used.
  • Vcyl0 is the cylinder volume when the intake valve is closed, and may be a preset value or may be changed according to the intake valve closing timing by the intake variable valve timing mechanism 14.
  • Vcly_ ⁇ _i is the cylinder volume of each cylinder i at the crank angle ⁇ d_i of each cylinder i.
  • Sp is the projected area of the top surface of the piston
  • r is the crank length
  • L is the connecting rod length. Note that for the crank angle ⁇ d_i of each cylinder i used in the calculation of trigonometric functions, the crank angle ⁇ d is shifted so that the top dead center of the compression stroke is 0 degrees for each cylinder i. .
  • a value after an averaging process such as an average value of stroke cycles may be used, or a detected value when the intake valve is closed may be used.
  • a detected value of the intake valve is closed may be used.
  • a detected value of atmospheric pressure may be used, or a predetermined value may be used.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the gas pressure torque Tgas based on the in-cylinder gas pressure Pcyl_i of each cylinder i and the crank angle ⁇ d_i using the following equation for converting gas pressure into torque.
  • Pcase is the internal pressure in the crankcase (back pressure of the piston), and may be set to a predetermined value or may be changed depending on the detected value Pind of gas pressure in the intake pipe, atmospheric pressure, etc. good.
  • R_i is a conversion coefficient that converts the force generated in the piston of each cylinder i into torque around the crankshaft. Note that in the case of an offset crank, the offset may be taken into consideration when calculating the conversion coefficient R_i.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the inertia torque Tin generated by the reciprocating motion of the piston based on the crank angular velocity ⁇ d using a physical model equation that calculates the inertia torque generated by the reciprocating motion of the piston at each crank angle ⁇ d.
  • the shaft torque estimating unit 54 calculates the inertia torque Tin generated by the reciprocating motion of the piston of each cylinder i based on the crank angular velocity ⁇ d and the crank angle ⁇ d using the following equation for converting the acceleration of the piston and the inertial force of the piston into torque. Calculate.
  • mp is the mass of the piston
  • ⁇ p_i is the acceleration of the piston of each cylinder i at the crank angular velocity ⁇ d
  • R_i is the conversion coefficient calculated by the second equation of equation (7). Note that inertia torque generated due to inertia of the connecting rod or the like may be added to the inertia torque Tin.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the estimated value Tcrke of the shaft torque at each crank angle ⁇ d by summing the gas pressure torque Tgas and inertia torque Tin calculated at each crank angle ⁇ d.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the estimated value Tcrke(n) of the shaft torque for each angle section Sd(n) based on the estimated value Tcrke of the shaft torque for each crank angle ⁇ d. For example, an estimated value Tcrke(n) of the shaft torque corresponding to the center position of each angular section Sd(n) is calculated.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the estimated value Tcrke( ⁇ d(n-1)) of the shaft torque at the starting crank angle ⁇ d(n-1) of each angle section Sd(n), and The average value of the estimated shaft torque Tcrke( ⁇ d(n)) of the end crank angle ⁇ d(n) of the section Sd(n) is set as the estimated shaft torque Tcrke(n) of each angle section Sd(n). calculate.
  • the crank angle ⁇ d used to calculate the estimated value Tcrke of the shaft torque is set to the crank angle ⁇ d corresponding to the center position of each angle section Sd, and the estimated value of the shaft torque corresponding to the center position of each angle section Sd is set. Tcrke may be calculated directly.
  • the external load torque Tload is calculated as described below, and the external load torque
  • the estimated value Tcrke of the shaft torque is corrected by Tload.
  • the external load torque Tload is a torque applied to the crankshaft from the outside of the internal combustion engine.
  • the external load torque Tload includes running resistance and frictional resistance of the vehicle transmitted from a power transmission mechanism connected to the wheels to the internal combustion engine, and auxiliary machine loads such as an alternator connected to the crankshaft.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the detected value Tcrkd of the shaft torque of the crankshaft based on the detected value ⁇ d of the crank angular acceleration and the moment of inertia Icrk of the crankshaft system.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the detected value Tcrkd(n) of the shaft torque corresponding to each angle section Sd(n) using the following equation.
  • the detected value ⁇ d(n) of the crank angular acceleration is the angular acceleration at the end crank angle ⁇ d(n) of each angle section Sd(n).
  • crank angular acceleration ⁇ d(n) of the current crank angle ⁇ d(n) and the previous crank angle ⁇ d(n-1) are used.
  • the average value of the crank angular acceleration ⁇ d(n-1) is used.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the external load torque Tload based on the estimated shaft torque value Tcrke ( ⁇ d_tdc) calculated at the crank angle ⁇ d_tdc near the top dead center of the piston and the detected shaft torque value Tcrkd ( ⁇ d_tdc). do. Near the top dead center, the connecting rod and the crank are in a straight line, and no shaft torque Tcrk is generated due to the force of the cylinder pressure pushing the piston. Therefore, in the vicinity of the top dead center, the external load torque Tload can be calculated with high accuracy based on the deviation between the detected value Tcrkd of the shaft torque and the estimated value Tcrke of the shaft torque.
  • the external load torque Tload calculated near the top dead center can be used at each crank angle ⁇ d.
  • the crank angle ⁇ d_tdc near the top dead center is preset to the crank angle near the top dead center.
  • the vicinity of top dead center is within an angular range from 10 degrees before top dead center to 10 degrees after top dead center, for example.
  • the crank angle ⁇ d near the top dead center is preset to the crank angle at the top dead center.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the external load torque Tload using the following equation.
  • the shaft torque estimation unit 54 may calculate the external load torque Tload from the deviation between the average value of the detected shaft torque values Tcrkd after the averaging process and the average value of the estimated shaft torque values Tcrke.
  • the shaft torque estimation unit 54 corrects the estimated value Tcrke(n) of the shaft torque in each angle section Sd(n) using the external load torque Tload.
  • the shaft torque estimation unit 54 calculates the value obtained by adding the external load torque Tload to the estimated value Tcrke(n) of the shaft torque in each angle section Sd(n), as shown in the following equation, after correction. It is calculated as the estimated value Tcrke(n) of the shaft torque.
  • the one-rotation time detection unit 57 detects the one-rotation time interval ⁇ T360, which is the time interval of the one-rotation angle interval S360 in which the crankshaft rotates once, based on the output signal of the second crank angle sensor 6, and detects the one-rotation time interval ⁇ T360. Based on the detected value ⁇ T360, the average detected angular velocity ⁇ saved, which is the average angular velocity of the average processing angle section Save set within the range of one rotation angle interval S360, is calculated.
  • the one-rotation time detection unit 57 detects each of the first one-rotation angular interval S360_1 and the second one-rotation angular interval S360_2, which overlap each other and are shifted in angle. , detects the first one-rotation time interval ⁇ T360_1 and the second one-rotation time interval ⁇ T360_2, and determines the overlapping angular interval between the first one-rotation angular interval S360_1 and the second one-rotation angular interval S360_2. Set the average processing angle interval Save.
  • the one-rotation time detection unit 57 calculates the time interval ⁇ Tsave of the average processing angle section based on the average value of the first one-rotation time interval ⁇ T360_1 and the second one-rotation time interval ⁇ T360_2, and calculates the time interval ⁇ Tsave of the average processing angle section.
  • the average detected angular velocity ⁇ saved is calculated based on the time interval ⁇ Tsave.
  • the average processing angle interval Save is set to 180 degrees.
  • the first rotation angle interval S360_1 is set to an angle interval from an angle that is 180 degrees retarded than the start angle of the average processing angle interval Save to the end angle of the average processing angle interval Save.
  • the second one-rotation angle interval S360_2 is set to an angle interval from the start angle of the average processing angle interval Save to an angle that is 180 degrees more advanced than the end angle of the average processing angle interval Save.
  • the process of calculating the average detected angular velocity ⁇ saved is performed for each average processing angle section Save.
  • the one-rotation time detection unit 57 calculates the average detected angular velocity ⁇ saved using the following equation.
  • the average processing angle interval Save may be set to any angle within 360 degrees.
  • the average processing angle interval Save may be set to 360 degrees, and in this case, the first one-rotation angular interval S360_1 and the second one-rotation angular interval S360_2 are the same, so one rotation
  • the average detected angular velocity ⁇ saved may be calculated based on the one-rotation time interval ⁇ T360 of the angular interval S360.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 calculates a plurality of crank angles ( An ideal section angular velocity ⁇ id, which is an angular velocity corresponding to each of the angular sections Sd, is calculated in an ideal state assuming that there is no variation in the tooth arrangement crank angle (hereinafter also referred to as the crank angle).
  • the estimated value Tcrke of the shaft torque is calculated using a physical model equation of the crank mechanism, it is the shaft torque in an ideal state assuming that there is no variation in the tooth arrangement crank angle. Since the ideal section angular velocity ⁇ id is calculated based on the estimated value Tcrke of the shaft torque, it becomes the section angular velocity in the ideal state.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 calculates each correction value of the angle interval Sd(n) so that the average value ⁇ sd_ave of the detected interval angular velocity ⁇ sd in the average processing angle interval Save does not deviate from the average detected angular velocity ⁇ saved.
  • the average value ⁇ id_ave of the ideal interval angular velocity ⁇ id in the average processing angle interval Save is made to match the average detected angular velocity ⁇ saved.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 calculates the angle interval Sd(n) based on the estimated value Tcrke(n) of the shaft torque of each angle interval Sd(n) and the moment of inertia Icrk of the crankshaft system. ), the ideal interval angular acceleration ⁇ id(n) is calculated, and the ideal interval angular acceleration ⁇ id(n) is integrated to calculate the ideal interval angular acceleration ⁇ id(n) corresponding to each of the angular intervals A tentative ideal interval angular velocity ⁇ idtmp(n), which is the angular velocity of the state, is calculated. In the present embodiment, the ideal angular velocity calculation unit 55 calculates the temporary ideal section angular velocity ⁇ idtmp using the following equation. This calculation process is performed for each angle section Sd(n) of the average processing angle section Save.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 calculates the average value ⁇ idtmp_ave of the temporary ideal section angular velocity ⁇ idtmp in the average processing angle section Save.
  • Q is an angle identification number corresponding to the first angle section of the average processing angle section Save
  • R is an angle identification number corresponding to the last angle section of the average processing angle section Save.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 subtracts the average value ⁇ idtmp_ave of the tentative ideal interval angular velocities from the tentative ideal interval angular velocity ⁇ idtmp, and calculates the value obtained by adding the average detected angular velocity ⁇ saved to the ideal interval angular velocity ⁇ idtmp. Calculate as ⁇ id. This calculation process is performed for each angle section Sd(n) of the average processing angle section Save.
  • the average value ⁇ id_ave of the ideal interval angular velocity ⁇ id in the average processing angle interval Save can be made to match the average detected angular velocity ⁇ saved. Therefore, as will be described later, the correction value Kc is changed so that the detection interval angular velocity ⁇ sd approaches the ideal interval angular velocity ⁇ id, so the average value ⁇ sd_ave of the detection interval angular velocity ⁇ sd in the average processing angle interval Save becomes the average detected angular velocity ⁇ saved.
  • the correction value Kc can be changed so as not to deviate from the above.
  • FIG. 11 shows control behavior when the temporary ideal section angular velocity ⁇ idtmp is directly set to the ideal section angular velocity ⁇ id under the condition of a constant crank angular velocity.
  • the average value ⁇ id_ave of the ideal section angular velocity ⁇ id deviates from the average detected angular velocity ⁇ saved
  • the average value ⁇ sd_ave of the detected section angular velocity ⁇ sd deviates from the average detected angular velocity ⁇ saved, even though the crank angular velocity is constant.
  • the detection section angular velocity ⁇ sd gradually shifts, causing an error.
  • FIG. 12 shows the control behavior when corrected as in equation (17).
  • the average value ⁇ id_ave of the ideal section angular velocity ⁇ id matches the average detected angular velocity ⁇ saved
  • the average value ⁇ sd_ave of the detected section angular velocity ⁇ sd can be prevented from deviating from the average detected angular velocity ⁇ saved, and the detected section angular velocity ⁇ sd
  • the correction value changing unit 56 changes the detection interval angular velocity ⁇ sd(n), which is the angular velocity corresponding to the angle interval calculated by the time interval ⁇ Tdc and the angular interval ⁇ dc after the correction process using the correction value Kc. ) changes the correction value Kc(n) of each angular section Sd(n) so that it approaches the ideal section angular velocity ⁇ id(n).
  • the ideal section angular velocity ⁇ id is the section angular velocity in the ideal state, so high frequency components due to variations in the tooth arrangement crank angle are not superimposed. Therefore, by changing the correction value Kc(n) of each angle section Sd(n) so that the detection section angular velocity ⁇ sd(n) approaches the ideal section angular velocity ⁇ id(n), the tooth arrangement crank angle can be changed.
  • the correction value Kc(n) can be appropriately changed so as to cancel out the difference.
  • the correction value changing unit 56 increases the correction value Kc(n) and When the angular velocity ⁇ sd(n) is lower than the ideal section angular velocity ⁇ id(n), the correction value Kc(n) is decreased.
  • the correction value changing unit 56 performs the detection corresponding to each of the angle sections Sd(n) based on the time interval ⁇ Tdc(n) and the angular interval ⁇ dc(n) after the correction process using the correction value Kc. Calculate the section angular velocity ⁇ sd(n).
  • the correction value changing unit 56 updates the correction value Kc(n) using the following equation.
  • Klrn is a learning rate, and is set to a value of 1 or less.
  • the correction value changing unit 56 changes each of the average processing angle sections Save every time the calculation process of the ideal section angular velocity ⁇ id(n) of each angle section Sd(n) of the average processing angle section Save is completed.
  • the processing for changing the correction value Kc(n) of the angle section Sd(n) is executed all at once.
  • the correction value changing unit 56 changes the correction value Kc when the internal combustion engine is in an unburned state where combustion is not performed (when the first condition is met). On the other hand, the correction value changing unit 56 does not change the correction value Kc when the internal combustion engine is in a combustion state in which combustion is being performed (when the first condition is not satisfied).
  • the unburned state includes a fuel cut state in which the supply of fuel is stopped.
  • the correction value changing unit 56 changes the correction value Kc when the absolute value of the amount of change in the average value of the detection section angular velocity ⁇ sd is less than or equal to the change amount determination value (when the second condition is met). On the other hand, when the absolute value of the amount of change exceeds the amount of change determination value (when the second condition is not met), the correction value changing unit 56 does not change the correction value Kc.
  • the average value of the detection interval angular velocity ⁇ sd is, for example, the average value of an average period such as an average processing angle interval Save or a stroke cycle.
  • the correction value changing unit 56 changes the correction value Kc when the operation amount of the brake mechanism of the vehicle equipped with the internal combustion engine is less than or equal to the operation amount determination value (when the third condition is satisfied). On the other hand, the correction value changing unit 56 does not change the correction value Kc when the operation amount of the brake mechanism exceeds the operation amount determination value (when the third condition is not satisfied).
  • the correction value changing unit 56 changes the correction value Kc when the clutch mechanism connected to the crankshaft is in a released state (when the fourth condition is satisfied). On the other hand, the correction value changing unit 56 does not change the correction value Kc when the clutch mechanism is in the connected state (when the fourth condition is not satisfied).
  • the clutch mechanism is provided between the crankshaft and the transmission.
  • the accuracy of changing the correction value Kc may deteriorate due to the external load torque Tload transmitted from the wheel side. Therefore, by changing the correction value Kc when the clutch mechanism is in the released state, the accuracy of changing the correction value Kc can be improved.
  • the correction value changing unit 56 changes the correction value Kc when the cooling water temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than the first water temperature determination value (when the fifth condition is satisfied). On the other hand, the correction value changing unit 56 does not change the correction value Kc when the cooling water temperature is less than the first water temperature determination value (when the fifth condition is not satisfied). Alternatively, when the cooling water temperature is equal to or higher than the first water temperature determination value and lower than or equal to the second water temperature determination value which is higher than the first water temperature determination value (when the fifth condition is satisfied), the correction value changing unit 56 Then, the correction value Kc is changed.
  • the correction value changing unit 56 changes the correction value Kc when the cooling water temperature is less than the first water temperature determination value or when the cooling water temperature is higher than the second water temperature determination value (when the fifth condition is not satisfied). Don't change it.
  • the first water temperature determination value and the second water temperature determination value are preset to values such that the correction value Kc is changed when the internal combustion engine is warmed up and the cooling water temperature is at the normal operating temperature.
  • the correction value changing unit 56 changes the correction value Kc when all of the first to fifth conditions described above are satisfied, and when any one of the first to fifth conditions is satisfied. If this is not true, the correction value Kc is not changed. Alternatively, all of the first to fifth conditions may not be used, and at least the first condition may be used.
  • FIG. 13 shows the crank angular velocity ⁇ dcmp without correction processing calculated based on the angular interval ⁇ d and time interval ⁇ Td that have not been corrected by the correction value Kc when there is a change in the tooth arrangement crank angle, and the crank angular velocity ⁇ dcmp that is not corrected by the correction value Kc.
  • the behavior of the highly accurate crank angular velocity ⁇ * detected by the highly accurate rotation sensor and the crank angular velocity ⁇ d after correction processing using the correction value Kc is shown.
  • the crank angular velocity ⁇ d after the correction process approaches the highly accurate crank angular velocity ⁇ * for measurement from the crank angular velocity ⁇ dcmp without the correction process. Therefore, the correction value Kc can be appropriately changed so as to cancel out the variation in the tooth arrangement crank angle, and the detection error of the crank angle ⁇ d can be corrected with high accuracy.
  • Embodiment 2 A control device 50 according to a second embodiment will be explained with reference to the drawings. Explanation of the same components as in the first embodiment described above will be omitted.
  • the basic configuration of the control device 50 according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the processing of the ideal angular velocity calculation unit 55 is different from the first embodiment.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 determines the tooth arrangement crank based on the estimated value Tcrke(n) of the shaft torque of each angle section Sd(n) and the moment of inertia Icrk of the crankshaft system.
  • An ideal section angular velocity ⁇ id which is an angular velocity corresponding to each of the angular sections Sd, in an ideal state assuming that there is no change in angle is calculated.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 calculates a correction value Kc(n) for each of the angle intervals Sd(n) so that the average value ⁇ sd_ave of the detected interval angular velocities ⁇ sd in the average processing angle interval Save does not deviate from the average detected angular velocity ⁇ saved.
  • the average value ⁇ id_ave of the ideal interval angular velocity ⁇ id is made to match the average detected angular velocity ⁇ saved.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 calculates the angle interval Sd(n) based on the estimated value Tcrke(n) of the shaft torque of each angle interval Sd(n) and the moment of inertia Icrk of the crankshaft system. ), the ideal section angular acceleration ⁇ id(n), which is the angular acceleration in the ideal state, is calculated. This calculation process is performed for each angle section Sd(n) of the average processing angle section Save.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 changes the angle interval Sd to the advance side one by one to set the angle interval Scal(n) to be calculated, and sets the angle interval Scal(n) to be calculated.
  • Q is an angle identification number corresponding to the first angle interval of the average processing angle interval Save
  • R is an angle identification number corresponding to the end angle interval of the average processing angle interval Save.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 calculates the ideal section angular acceleration ⁇ id(n) corresponding to the angle section Scal(n) to be calculated, and the angle section Scal(n-) to be calculated on the one retarded side. Based on the temporary ideal interval angular velocity ⁇ idtmp(n-1) calculated in 1), calculate the ideal time interval ⁇ Tid(n), which is the time interval of the ideal state corresponding to the angle interval Scal(n) to be calculated. .
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 calculates the ideal state corresponding to the angle interval Scal (n) to be calculated, based on the ideal time interval ⁇ Tid (n) corresponding to the angle interval Scal (n) to be calculated.
  • a tentative ideal section angular velocity ⁇ idtmp(n) which is the angular velocity of ⁇ idtmp(n), is calculated.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 calculates the average value ⁇ idtmp_ave of the temporary ideal section angular velocity ⁇ idtmp in the average processing angle section Save.
  • the ideal angular velocity calculation unit 55 subtracts the average value ⁇ idtmp_ave of the tentative ideal section angular velocities from the tentative ideal section angular velocity ⁇ idtmp, and adds the average detected angular velocity ⁇ saved, and sets the value as the ideal section angular velocity ⁇ id. calculate. This calculation process is performed for each angle section Sd(n) of the average processing angle section Save.
  • the average value ⁇ id_ave of the ideal interval angular velocity ⁇ id in the average processing angle interval Save can be made to match the average detected angular velocity ⁇ saved. Therefore, the correction value Kc is changed so that the detection interval angular velocity ⁇ sd approaches the ideal interval angular velocity ⁇ id, so that the average value ⁇ sd_ave of the detection interval angular velocity ⁇ sd in the average processing angle interval Save does not deviate from the average detected angular velocity ⁇ saved. , the correction value Kc can be changed.
  • Embodiment 3 A control device 50 according to Embodiment 3 will be described with reference to the drawings. Explanation of the same components as those in the first or second embodiment described above will be omitted.
  • the basic configuration of the control device 50 according to this embodiment is the same as that of the first or second embodiment, but the processing of the correction value changing unit 56 is different from the first or second embodiment.
  • the correction value changing unit 56 sets each correction value of the angle section Sd(n) so that the average value ⁇ sd_ave of the detection section angular velocity ⁇ sd in the average processing angle section Save does not deviate from the average detected angular velocity ⁇ saved.
  • the average value ⁇ sd_ave of the detection interval angular velocity ⁇ sd in the average processing angle interval Save is made to match the average detected angular velocity ⁇ saved.
  • the correction value changing unit 56 calculates the angular velocity corresponding to each of the angle sections Sd(n) based on the time interval ⁇ Tdc(n) and the angular interval ⁇ dc(n) after the correction process using the correction value.
  • the basic detection section angular velocity ⁇ sdbs(n) is calculated. The following equation is used for this calculation process. This calculation process is performed for each angle section Sd(n) of the average processing angle section Save.
  • the correction value changing unit 56 changes the angle corresponding to each of the angle sections Sd(n) based on the basic detection section angular velocity ⁇ sdbs(n) and the time interval ⁇ Tdc(n) corresponding to each of the angle sections Sd(n).
  • This calculation process is performed for each angle section Sd(n) of the average processing angle section Save.
  • the correction value changing unit 56 calculates an average value ⁇ sdtmp_ave of the temporary detection interval angular velocity ⁇ sdtmp in the average processing angle interval Save.
  • the correction value changing unit 56 subtracts the average value ⁇ sdtmp_ave of the tentative detection section angular velocities from the tentative detection section angular velocity ⁇ sdtmp(n), and adds the average detected angular velocity ⁇ saved. It is calculated as the detection section angular velocity ⁇ sd(n). This calculation process is performed for the angle section Sd(n) of the average processing angle section Save.
  • the average value ⁇ sd_ave of the detection section angular velocity in the average processing angle section Save can be made to match the average detection angular velocity ⁇ saved. Therefore, the correction value Kc can be changed so that the average value ⁇ sd_ave of the detection interval angular velocity ⁇ sd in the average processing angle interval Save does not deviate from the average detected angular velocity ⁇ saved.
  • the correction value changing unit 56 changes the angle interval so that the detection interval angular velocity ⁇ sd(n) approaches the ideal interval angular velocity ⁇ id(n) for each angle interval Sd(n).
  • Each correction value Kc(n) of Sd(n) is changed.
  • the second crank angle sensor 6 corresponds to the "specific crank angle sensor” in the present application
  • the flywheel 27 corresponds to the "rotating member” in the present application
  • the flywheel 27 corresponds to the "rotating member” in the present application.
  • the case where the teeth of the ring gear 25 provided in the ring gear 25 correspond to the "detected part" in the present application has been described as an example.
  • the embodiments of the present application are not limited to this.
  • the first crank angle sensor 11 corresponds to a "specific crank angle sensor” in the present application
  • the signal plate 10 corresponds to a “rotating member” in the present application
  • the plurality of teeth provided on the signal plate 10 correspond to a “specific crank angle sensor” in the present application. It may correspond to the "detected part” in .
  • the internal combustion engine 1 is a gasoline engine
  • the embodiments of the present application are not limited to this. That is, the internal combustion engine 1 may be any of various internal combustion engines such as a diesel engine or an engine that performs HCCI combustion (Homogeneous-Charge Compression Ignition Combustion).
  • HCCI combustion Homogeneous-Charge Compression Ignition Combustion

Landscapes

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Abstract

クランク角度の検出誤差を精度良く補正することができる内燃機関の制御装置を提供する。角度区間の角度間隔（Δθｄ）又は時間間隔（ΔＴｄ）を補正値（Ｋｃ）により補正し、吸気管内のガス圧の検出値（Ｐｉｎｄ）、及び検出角度（θｄ）に基づき、クランク機構の物理モデル式を用いて、クランク軸の軸トルク（Ｔｃｒｋｅ）を推定し、軸トルクの推定値（Ｔｃｒｋｅ）に基づいて理想区間角速度（ωｉｄ）を算出し、補正後の検出区間角速度が、理想区間角速度（ωｉｄ）に近づくように補正値（Ｋｃ）を変化させる内燃機関の制御装置（５０）。

Description

内燃機関の制御装置
　本願は、内燃機関の制御装置に関するものである。
　上記のような制御装置に関して、例えば下記の特許文献１及び特許文献２に記載された技術が既に知られている。特許文献１の技術では、クランク角センサの出力信号に基づいて、クランク角速度及びクランク角加速度を算出し、クランク角速度及びクランク角加速度に基づいて、燃焼により生じたガス圧トルクを算出し、ガス圧トルクによる仕事量を算出するように構成されている。
　特許文献２の技術では、クランク角センサの出力信号に基づいてクランク軸の瞬時回転速度を検出し、瞬時回転速度に基づいて計測パラメータを算出し、瞬時回転速度の平均速度に対応する理想パラメータを記憶手段から取得し、理想パラメータに対する計測パラメータの誤差を学習するように構成されている。
特開２００９－２７５６１８号公報 特開２０１３－８７７２４号公報
　ところで、被検出部に製造誤差があると、クランク角速度及びクランク角加速度に検出誤差が生じる。しかしながら、特許文献１には、どのようにして、この検出誤差に対応するか、具体的な方法は開示されていない。そのため、特許文献１の技術では、クランク角速度及びクランク角加速度に基づいて行う制御の精度が悪化するおそれがあった。
　特許文献２の技術において、理想パラメータは、運転状態及び外部負荷に応じて変化すると考えられるため、理想パラメータを基準した学習では、誤学習が生じるおそれがある。
　そこで、本願は、クランク角度の検出誤差を精度良く補正することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
　本願に係る内燃機関の制御装置は、クランク軸と一体回転する回転部材に、予め定められた複数のクランク角度に設けられた複数の被検出部と、非回転部材に固定され、前記被検出部を検出する特定クランク角センサと、吸気管内のガス圧を検出するガス圧センサと、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
　前記特定クランク角センサの出力信号に基づいて、クランク角度を検出すると共に前記クランク角度を検出した検出時刻を検出し、検出した前記クランク角度である検出角度に基づいて、前記検出角度の間の角度区間に対応する角度間隔を算出し、前記検出時刻に基づいて、前記角度区間に対応する時間間隔を算出する角度情報検出部と、
　前記角度区間のそれぞれの前記角度間隔又は前記時間間隔を、前記角度区間のそれぞれに対応して１つずつ設けた補正値により補正する角度情報補正部と、
　前記ガス圧センサの出力信号に基づいて、前記吸気管内のガス圧を検出する吸気管ガス圧検出部と、
　前記吸気管内のガス圧の検出値、及び前記検出角度に基づき、クランク機構の物理モデル式を用いて、気筒内のガス圧及びピストンの往復運動によるクランク軸の軸トルクを、前記角度区間のそれぞれに対応して推定する軸トルク推定部と、
　前記角度区間のそれぞれの前記軸トルクの推定値、及びクランク軸系の慣性モーメントに基づいて、前記複数の被検出部が配置された前記複数のクランク角度に変動がないと仮定した理想状態における、前記角度区間のそれぞれに対応する角速度である理想区間角速度を算出する理想角速度算出部と、
　前記角度区間のそれぞれについて、前記補正値による補正処理後の前記時間間隔及び前記角度間隔により算出される前記角度区間に対応する角速度である検出区間角速度が、前記理想区間角速度に近づくように、前記角度区間のそれぞれの前記補正値を変化させる補正値変化部と、を備えたものである。
　本願に係る内燃機関の制御装置によれば、軸トルクの推定値は、クランク機構の物理モデル式を用いて算出されるので、被検出部の配置クランク角度に変動がないと仮定した理想状態における軸トルクになる。そして、理想区間角速度は、軸トルクの推定値に基づいて算出されるので、理想状態における区間角速度になる。よって、検出区間角速度が、理想区間角速度に近づくように、各角度区間の補正値を変化させることより、被検出部の配置クランク角度の変動を打ち消すように、補正値を適切に変化させることができ、クランク角度の検出誤差を精度良く補正することができる。
実施の形態１に係る内燃機関及び制御装置の概略構成図である。 実施の形態１に係る内燃機関及び制御装置の概略構成図である。 実施の形態１に係る制御装置のブロック図である。 実施の形態１に係る制御装置のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る角度情報検出処理を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１に係る、記憶装置に記憶される補正値を説明するための図である。 実施の形態１に係るクランク加速度及び角加速度の算出処理を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１に係る補正処理を行わない場合のクランク角速度の変動を説明するための図である。 実施の形態１に係る補正処理を行わない場合のクランク角速度の変動を説明するための図である。 実施の形態１に係る一回転時間検出部及び理想角速度算出部の処理を説明するための図である。 実施の形態１に係る補正処理を行わない場合のクランク角速度の挙動を説明するための図である。 実施の形態１に係る補正処理を行う場合のクランク角速度の挙動を説明するための図である。 実施の形態１に係る補正処理を行う場合のクランク角速度の変動を説明するための図である。 実施の形態２に係る一回転時間検出部及び理想角速度算出部の処理を説明するための図である。 実施の形態３に係る一回転時間検出部及び補正値変化部の処理を説明するための図である。
１．実施の形態１
　実施の形態１に係る内燃機関１の制御装置５０（以下、単に制御装置５０と称す）について図面を参照して説明する。図１及び図２は、本実施の形態に係る内燃機関１及び制御装置５０の概略構成図であり、図３は、本実施の形態に係る制御装置５０のブロック図である。内燃機関１及び制御装置５０は、車両に搭載され、内燃機関１は、車両（車輪）の駆動力源となる。
１－１．内燃機関１の構成
　まず、内燃機関１の構成について説明する。図１に示すように、内燃機関１は、空気と燃料の混合気を燃焼する気筒７を備えている。内燃機関１は、気筒７に空気を供給する吸気管２３と、気筒７で燃焼した排気ガスを排出する排気管１７とを備えている。内燃機関１は、ガソリンエンジンとされている。内燃機関１は、吸気管２３を開閉するスロットルバルブ４を備えている。スロットルバルブ４は、制御装置５０により制御される電気モータにより開閉駆動される電子制御式スロットルバルブとされている。スロットルバルブ４には、スロットルバルブ４の開度に応じた電気信号を出力するスロットル開度センサ１９が設けられている。
　スロットルバルブ４の上流側の吸気管２３には、吸気管２３に吸入される吸入空気量に応じた電気信号を出力するエアフローセンサ３が設けられている。内燃機関１は、排気ガス還流装置２０を備えている。排気ガス還流装置２０は、排気管１７から吸気マニホールド１２に排気ガスを還流するＥＧＲ流路２１と、ＥＧＲ流路２１を開閉するＥＧＲバルブ２２と、を有している。吸気マニホールド１２は、スロットルバルブ４の下流側の吸気管２３の部分である。ＥＧＲバルブ２２は、制御装置５０により制御される電気モータにより開閉駆動される電子制御式ＥＧＲバルブとされている。排気管１７には、排気管１７内の排気ガスの空燃比に応じた電気信号を出力する空燃比センサ１８を備えている。
　吸気マニホールド１２には、吸気マニホールド１２内の圧力に応じた電気信号を出力するガス圧センサ８が設けられている。吸気マニホールド１２の下流側の部分には、燃料を噴射するインジェクタ１３が設けられている。なお、インジェクタ１３は、気筒７内に直接燃料を噴射するように設けられてもよい。内燃機関１には、大気圧に応じた電気信号を出力する大気圧センサ３３が設けられている。
　気筒７の頂部には、空気と燃料の混合気に点火する点火プラグと、点火プラグに点火エネルギーを供給する点火コイル１６と、が設けられている。また、気筒７の頂部には、吸気管２３から気筒７内に吸入される吸入空気量を調節する吸気バルブ１４と、シリンダ内から排気管１７に排出される排気ガス量を調節する排気バルブ１５と、が設けられている。吸気バルブ１４には、そのバルブ開閉タイミングを可変にする吸気可変バルブタイミング機構が設けられている。排気バルブ１５には、そのバルブ開閉タイミングを可変にする排気可変バルブタイミング機構が設けられている。可変バルブタイミング機構１４、１５は、電動アクチュエータを有している。
　図２に示すように、内燃機関１は、複数の気筒７（本例では３つ）を備えている。各気筒７内には、ピストン５が備えられている。各気筒７のピストン５は、コンロッド９およびクランク３２を介してクランク軸２に接続されている。クランク軸２は、ピストン５の往復運動によって回転駆動される。各気筒７で発生した燃焼ガス圧は、ピストン５の頂面を押圧し、コンロッド９およびクランク３２を介してクランク軸２を回転駆動する。クランク軸２は、車輪に駆動力を伝達する動力伝達機構に連結されている。動力伝達機構は、変速装置、ディファレンシャルギヤ等から構成される。なお、内燃機関１を備えた車両は、動力伝達機構内にモータージェネレータを備えたハイブリッド車であってもよい。
　内燃機関１は、クランク軸２と一体回転する信号板１０を備えている。信号板１０は、予め定められた複数のクランク角度に複数の歯を設けている。本実施の形態では、信号板１０は、１０度間隔で歯が並べられている。信号板１０の歯には、一部の歯が欠けた欠け歯部分が設けられている。内燃機関１は、エンジンブロック２４に固定され、信号板１０の歯を検出する第１クランク角センサ１１を備えている。
　内燃機関１は、クランク軸２とチェーン２８で連結されたカム軸２９を備えている。カム軸２９は、吸気バルブ１４および排気バルブ１５を開閉駆動する。クランク軸２が２回転する間に、カム軸２９は１回転する。内燃機関１は、カム軸２９と一体回転するカム用の信号板３１を備えている。カム用の信号板３１は、予め定められた複数のカム軸角度に複数の歯を設けている。内燃機関１は、エンジンブロック２４に固定され、カム用の信号板３１の歯を検出するカム角センサ３０を備えている。
　制御装置５０は、第１クランク角センサ１１およびカム角センサ３０の２種類の出力信号に基づいて、各ピストン５の上死点を基準としたクランク角度を検出すると共に、各気筒７の行程を判別する。なお、内燃機関１は、吸入行程、圧縮行程、燃焼行程、および排気行程の４行程機関とされている。
　内燃機関１は、クランク軸２と一体回転するフライホイール２７を備えている。フライホイール２７の外周部は、リングギア２５とされており、リングギア２５は、予め定められた複数のクランク角度に複数の歯を設けている。リングギア２５の歯は、周方向に等角度間隔で設けられている。本例では６度間隔で、６０個の歯が設けられている。リングギア２５の歯には欠け歯部分は設けられていない。内燃機関１は、エンジンブロック２４に固定され、リングギア２５の歯を検出する第２クランク角センサ６を備えている。第２クランク角センサ６は、リングギア２５の径方向外側に、リングギア２５と間隔を空けて対向配置されている。フライホイール２７のクランク軸２とは反対側は、動力伝達機構に連結されている。よって、内燃機関１の出力トルクは、フライホイール２７の部分を通って、車輪側に伝達される。
　第１クランク角センサ１１、カム角センサ３０、および第２クランク角センサ６は、クランク軸２の回転による、各センサと歯の距離の変化に応じた電気信号を出力する。各角センサ１１、３０、６の出力信号は、センサと歯の距離が近い場合と、遠い場合とで信号がオンオフする矩形波となる。各角センサ１１、３０、６には、例えば、電磁ピックアップ式のセンサが用いられる。
　フライホイール２７（リングギア２５）は、信号板１０の歯数よりも多い歯数を有しており、また、欠け歯部分もないため、高分解能の角度検出を期待できる。また、フライホイール２７は、信号板１０の質量よりも大きい質量を有しており、高周波振動が抑制されるため、高精度の角度検出を期待できる。
　本実施の形態では、第２クランク角センサ６が、本願における「特定クランク角センサ」に相当し、フライホイール２７が、本願における「回転部材」に相当し、フライホイール２７に設けられたリングギア２５の歯が、本願における「被検出部」に相当し、エンジンブロック２４が、本願における「非回転部材」に相当する。
１－２．制御装置５０の構成
　次に、制御装置５０について説明する。
　制御装置５０は、内燃機関１を制御対象とする制御装置である。図３に示すように、制御装置５０は、吸気管ガス圧検出部５１、角度情報検出部５２、角度情報補正部５３、軸トルク推定部５４、理想角速度算出部５５、補正値変化部５６、及び一回転時間検出部５７等の制御部を備えている。制御装置５０の各制御部５１から５７等は、制御装置５０が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御装置５０は、図４に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０にバス等の信号線を介して接続された記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、および演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３等を備えている。
　演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、および各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。
　記憶装置９１として、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等の揮発性及び不揮発性の記憶装置が備えられている。入力回路９２は、各種のセンサ及びスイッチが接続され、これらセンサ及びスイッチの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路９３は、電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置９０から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。
　そして、制御装置５０が備える各制御部５１から５７等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、および出力回路９３等の制御装置５０の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各制御部５１から５７等が用いる慣性モーメントＩｃｒｋ、判定値等の設定データは、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。また、各制御部５１から５７等が算出した補正値Ｋｃ、角度間隔Δθｄ、時間間隔ΔＴｄ、各算出値、及び各検出値等のデータは、ＲＡＭ等の書き換え可能な記憶装置９１に記憶される。
　本実施の形態では、入力回路９２には、第１クランク角センサ１１、カム角センサ３０、第２クランク角センサ６、エアフローセンサ３、スロットル開度センサ１９、ガス圧センサ８、大気圧センサ３３、空燃比センサ１８、およびアクセルポジションセンサ２６等が接続されている。出力回路９３には、スロットルバルブ４（電気モータ）、ＥＧＲバルブ２２（電気モータ）、インジェクタ１３、点火コイル１６、吸気可変バルブタイミング機構１４、及び排気可変バルブタイミング機構１５等が接続されている。なお、制御装置５０には、図示していない各種のセンサ、スイッチ、およびアクチュエータ等が接続されている。制御装置５０は、各種センサの出力信号に基づいて、吸入空気量、吸気マニホールド内の圧力、大気圧、空燃比、およびアクセル開度等の内燃機関１の運転状態を検出する。
　制御装置５０は、基本的な制御として、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、燃料噴射量、点火時期等を算出し、インジェクタ１３および点火コイル１６等を駆動制御する。制御装置５０は、アクセルポジションセンサ２６の出力信号等に基づいて、運転者が要求している内燃機関１の出力トルクを算出し、当該要求出力トルクを実現する吸入空気量となるように、スロットルバルブ４等を制御する。具体的には、制御装置５０は、目標スロットル開度を算出し、スロットル開度センサ１９の出力信号に基づき検出したスロットル開度が、目標スロットル開度に近づくように、スロットルバルブ４の電気モータを駆動制御する。また、制御装置５０は、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、ＥＧＲバルブ２２の目標開度を算出し、ＥＧＲバルブ２２の電気モータを駆動制御する。制御装置５０は、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、吸気バルブの目標開閉タイミング及び排気バルブの目標開閉タイミングを算出し、各目標開閉タイミングに基づいて、吸気及び排気可変バルブタイミング機構１４、１５を駆動制御する。
＜吸気管ガス圧検出部５１＞
　吸気管ガス圧検出部５１は、ガス圧センサ８の出力信号に基づいて、吸気管内のガス圧Ｐｉｎｄを検出する。所定の検出周期ごとに吸気管内のガス圧Ｐｉｎｄが検出される。
＜角度情報検出部５２＞
　角度情報検出部５２は、図５に示すように、特定クランク角センサとされた第２クランク角センサ６の出力信号に基づいてクランク角度θｄを検出すると共にクランク角度θｄを検出した検出時刻Ｔｄを検出する。そして、角度情報検出部５２は、検出したクランク角度である検出角度θｄに基づいて、検出角度θｄの間の角度区間Ｓｄに対応する角度間隔Δθｄを算出し、検出時刻Ｔｄに基づいて、角度区間Ｓｄに対応する時間間隔ΔＴｄを算出する。
　本実施の形態では、角度情報検出部５２は、第２クランク角センサ６の出力信号（矩形波）の立下りエッジ（又は立上りエッジ）を検出した時のクランク角度θｄを判定するように構成されている。角度情報検出部５２は、基点角度（例えば、第１気筒７のピストン５の上死点である０度）に対応する立下りエッジである基点立下りエッジを判定し、基点立下りエッジを基点にカウントアップした立下りエッジの番号ｎ（以下、角度識別番号ｎと称す）に対応するクランク角度θｄを判定する。例えば、角度情報検出部５２は、基点立下りエッジを検出した時に、クランク角度θｄを基点角度（例えば、０度）に設定すると共に角度識別番号ｎを１に設定する。そして、角度情報検出部５２は、立下りエッジを検出する毎に、クランク角度θｄを、予め設定された角度間隔Δθｄ（本例では６度）ずつ増加させると共に角度識別番号ｎを１つずつ増加させる。或いは、角度情報検出部５２は、角度識別番号ｎとクランク角度θｄとの関係が予め設定された角度テーブルを用い、今回の角度識別番号ｎに対応するクランク角度θｄを読み出すように構成されてもよい。角度情報検出部５２は、クランク角度θｄ（検出角度θｄ）を角度識別番号ｎに対応付ける。角度識別番号ｎは、最大番号（本例では６０）の後、１に戻る。角度識別番号ｎ＝１の前回の角度識別番号ｎは６０になり、角度識別番号ｎ＝６０の次回の角度識別番号ｎは１になる。
　本実施の形態では、欠け歯が設けられていない場合を説明するが、欠け歯が設けられてもよい。この場合は、欠け歯部分を、欠け歯部分の前後の情報により補完した検出時刻Ｔｄ及び検出角度θｄが用いられてもよいし、欠け歯部分を補完していない検出時刻Ｔｄ及び検出角度θｄがそのまま用いられてもよい。欠け歯部分が補完されない場合は、各演算において欠け歯部分に対応する角度間隔Δθｄが用いられる。
　本実施の形態では、角度情報検出部５２は、後述する、第１クランク角センサ１１及びカム角センサ３０に基づいて検出した参照クランク角度θｒを参照して、第２クランク角センサ６の基点立下りエッジを判定する。例えば、角度情報検出部５２は、第２クランク角センサ６の立下りエッジを検出した時の参照クランク角度θｒが、基点角度に最も近い立下りエッジを、基点立下りエッジと判定する。
　また、角度情報検出部５２は、第１クランク角センサ１１及びカム角センサ３０に基づいて判別した各気筒７の行程を参照して、クランク角度θｄに対応する各気筒７の行程を判定する。
　角度情報検出部５２は、第２クランク角センサ６の出力信号（矩形波）の立下りエッジを検出した時の検出時刻Ｔｄを検出し、検出時刻Ｔｄを角度識別番号ｎに対応付ける。具体的には、角度情報検出部５２は、演算処理装置９０が備えたタイマー機能を用いて、検出時刻Ｔｄを検出する。
　角度情報検出部５２は、図５に示すように、立下りエッジを検出した時に、今回の角度識別番号（ｎ）に対応する検出角度θｄ（ｎ）と、前回の角度識別番号（ｎ－１）に対応する検出角度θｄ（ｎ－１）との間の角度区間を、今回の角度識別番号（ｎ）に対応する角度区間Ｓｄ（ｎ）に設定する。
　また、角度情報検出部５２は、式（１）に示すように、立下りエッジを検出した時に、今回の角度識別番号（ｎ）に対応する検出角度θｄ（ｎ）と、前回の角度識別番号（ｎ－１）に対応する検出角度θｄ（ｎ－１）との偏差を算出して、今回の角度識別番号（ｎ）（今回の角度区間Ｓｄ（ｎ））に対応する角度間隔Δθｄ（ｎ）に設定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　本実施の形態では、リングギア２５の歯の角度間隔は、全て等しくされているので、角度情報検出部５２は、全ての角度識別番号ｎの角度間隔Δθｄを、予め設定された角度（本例では６度）に設定する。
　また、角度情報検出部５２は、式（２）に示すように、立下りエッジを検出した時に、今回の角度識別番号（ｎ）に対応する検出時刻Ｔｄ（ｎ）と、前回の角度識別番号（ｎ－１）に対応する検出時刻Ｔｄ（ｎ－１）との偏差を算出して、今回の角度識別番号（ｎ）（今回の角度区間Ｓｄ（ｎ））に対応する時間間隔ΔＴｄ（ｎ）に設定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　角度情報検出部５２は、第１クランク角センサ１１及びカム角センサ３０の２種類の出力信号に基づいて、第１気筒７のピストン５の上死点を基準とした参照クランク角度θｒを検出すると共に、各気筒７の行程を判別する。例えば、角度情報検出部５２は、第１クランク角センサ１１の出力信号（矩形波）の立下りエッジの時間間隔から、信号板１０の欠け歯部分の直後の立下りエッジを判定する。そして、角度情報検出部５２は、欠け歯部分の直後の立下りエッジを基準にした各立下りエッジと、上死点を基準にした参照クランク角度θｒと対応関係を判定し、各立下りエッジを検出した時の、上死点を基準とした参照クランク角度θｒを算出する。また、角度情報検出部５２は、第１クランク角センサ１１の出力信号（矩形波）における欠け歯部分の位置と、カム角センサ３０の出力信号（矩形波）との関係から、各気筒７の行程を判別する。
＜角度情報補正部５３＞
　角度情報補正部５３は、角度区間Ｓｄのそれぞれの角度間隔Δθｄ又は時間間隔ΔＴｄを、角度区間Ｓｄのそれぞれに対応して１つずつ設けた補正値Ｋｃにより補正する。
　本実施の形態では、角度情報補正部５３は、各角度識別番号ｎの角度区間Ｓｄ（ｎ）に１つずつ補正値Ｋｃ（ｎ）を設けている。本例では、角度識別番号ｎ及び角度区間Ｓｄは６０設けられているので、補正値Ｋｃも６０設けられている。各補正値Ｋｃは、図６に示すように、各角度識別番号ｎに対応付けられて、制御装置５０のＲＡＭ等の書き換え可能な記憶装置９１に記憶される。
　例えば、式（３）に示すように、角度情報補正部５３は、今回の角度識別番号（ｎ）に対応する時間間隔ΔＴｄ（ｎ）に、今回の角度識別番号（ｎ）に対応する補正値Ｋｃ（ｎ）を乗算して、今回の角度識別番号（ｎ）に対応する補正後の時間間隔ΔＴｄｃ（ｎ）を算出する。或いは、角度情報補正部５３は、今回の角度識別番号（ｎ）に対応する角度間隔Δθｄ（ｎ）を、今回の角度識別番号（ｎ）に対応する補正値Ｋｃ（ｎ）で除算して、今回の角度識別番号（ｎ）に対応する補正後の角度間隔Δθｄｃ（ｎ）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　或いは、角度情報補正部５３は、補正前の角度間隔Δθｄ（ｎ）及び時間間隔ΔＴｄ（ｎ）により算出したクランク角速度ωｄ（ｎ）を、補正値Ｋｃ（ｎ）で補正するように構成されてもよい。
　本実施の形態では、補正値Ｋｃにより時間間隔ΔＴｄが補正される場合について説明する。なお、補正値Ｋｃにより補正されていない角度間隔Δθｄも、説明の便宜上、補正処理後の角度間隔Δθｄｃと称す。
＜クランク角速度ωｄ、クランク角加速度αｄの算出＞
　角度情報検出部５２は、補正値Ｋｃにより補正処理後の角度間隔Δθｄｃ及び時間間隔ΔＴｄｃに基づいて、検出角度θｄ又は角度区間Ｓｄのそれぞれに対応する、クランク角度θｄの時間変化率であるクランク角速度ωｄ、およびクランク角速度ωｄの時間変化率であるクランク角加速度αｄを算出する。
　本実施の形態では、図７に示すように、角度情報検出部５２は、処理対象とする角度区間Ｓｄ（ｎ）に対応する補正処理後の角度間隔Δθｄｃ（ｎ）及び時間間隔ΔＴｄｃ（ｎ）に基づいて、処理対象の角度区間Ｓｄ（ｎ）に対応するクランク角速度ωｄ（ｎ）を算出する。具体的には、角度情報検出部５２は、式（４）に示すように、処理対象の角度区間Ｓｄ（ｎ）に対応する補正処理後の角度間隔Δθｄｃ（ｎ）を、補正処理後の時間間隔ΔＴｄｃ（ｎ）で除算して、クランク角速度ωｄ（ｎ）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　角度情報検出部５２は、処理対象とする検出角度θｄ（ｎ）の直前１つの角度区間Ｓｄ（ｎ）に対応するクランク角速度ωｄ（ｎ）及び補正処理後の時間間隔ΔＴｄｃ（ｎ）、並びに処理対象の検出角度θｄ（ｎ）の直後１つの角度区間Ｓｄ（ｎ＋１）に対応するクランク角速度ωｄ（ｎ＋１）および補正処理後の時間間隔ΔＴｄｃ（ｎ＋１）に基づいて、処理対象の検出角度θｄ（ｎ）に対応するクランク角加速度αｄ（ｎ）を算出する。具体的には、角度情報検出部５２は、式（５）に示すように、直後のクランク角速度ωｄ（ｎ＋１）から直前のクランク角速度ωｄ（ｎ）を減算した減算値を、直後の補正処理後の時間間隔ΔＴｄｃ（ｎ＋１）と直前の補正処理後の時間間隔ΔＴｄｃ（ｎ）の平均値で除算して、クランク角加速度αｄ（ｎ）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　なお、クランク角速度ωｄ（ｎ）及びクランク角加速度αｄ（ｎ）は、燃焼状態の推定等、公知の各種の内燃機関の制御に用いられる。
＜歯の配置クランク角度の変動による課題＞
　リングギア２５の歯の製造誤差及び経年変化により、各歯が配置されたクランク角度が６度ごとの規定の角度から変動する。図８に、歯の配置クランク角度に変動が生じた場合に、補正値Ｋｃにより補正されていない角度間隔Δθｄ及び時間間隔ΔＴｄに基づいて算出された補正処理なしのクランク角速度ωｄｃｍｐと、計測用に設けられた高精度の回転センサにより検出した高精度のクランク角速度ω＊との挙動を示す。図８に示すように、各歯の配置クランク角度の変動により、補正処理なしのクランク角速度ωｄｃｍｐは、計測用の高精度のクランク角速度ω＊に対して変動している。
　図９に、各クランク角度における、補正処理なしのクランク角速度ωｄｃｍｐを計測用の高精度のクランク角速度ω＊で除算した角速度比を示す。角速度比が、１より大きい場合は、実際の角度間隔が、規定の角度間隔（６度）よりも短くなっており、１よりも小さい場合は、実際の角度間隔が、規定の角度間隔（６度）よりも長くなっている。よって、歯の配置クランク角度の変動を打ち消すように、補正値Ｋｃを適切に変化させ、補正値Ｋｃにより補正を行わないと、算出したクランク角速度ωｄ及びクランク角加速度αｄに高周波成分が重畳し、燃焼状態の推定、及び燃焼制御等の内燃機関の制御精度が悪化する。以下で、補正値Ｋｃを適切に変化させるための処理について説明する。
＜軸トルク推定部５４＞
　軸トルク推定部５４は、吸気管内のガス圧の検出値Ｐｉｎｄ、及び検出角度θｄに基づき、クランク機構の物理モデル式を用いて、気筒内のガス圧及びピストンの往復運動によるクランク軸の軸トルクＴｃｒｋｅ（ｎ）を、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれに対応して推定する。
　本実施の形態では、以下で説明するように、軸トルク推定部５４は、気筒内のガス圧Ｐｃｙｌにより生じるガス圧トルクＴｇａｓ、及びピストンの往復運動により生じる慣性トルクＴｉｎを算出し、ガス圧トルクＴｇａｓと慣性トルクＴｉｎとを合計して、軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅを算出する。
　軸トルク推定部５４は、気筒内のガス圧により生じるガス圧トルクを算出する物理モデル式を用い、吸気管内のガス圧の検出値Ｐｉｎｄに基づいて、気筒内のガス圧Ｐｃｙｌにより生じるガス圧トルクＴｇａｓを算出する。
　本実施の形態では、軸トルク推定部５４は、内燃機関が燃焼を行っていない未燃焼状態であると仮定した場合の気筒内のガス圧により生じるガス圧トルクＴｇａｓを算出する。
　次式に示すように、軸トルク推定部５４は、吸気バルブ及び排気バルブが閉弁している気筒ｉに対しては、ポリトロープ変化によりガス圧を計算する式を用い、吸気管内のガス圧の検出値Ｐｉｎｄ、及びクランク角度θｄに基づいて、気筒内のガス圧Ｐｃｙｌ＿ｉを算出する。軸トルク推定部５４は、吸気バルブが開弁し、且つ排気バルブの閉弁している気筒ｉに対しては、吸気管内のガス圧の検出値Ｐｉｎｄに基づいて、気筒内のガス圧Ｐｃｙｌ＿ｉを算出し、排気バルブが開弁している気筒ｉに対して、排気管内のガス圧Ｐｅｘに基づいて、気筒内のガス圧Ｐｃｙｌ＿ｉを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　ここで、Ｎｐｌｙは、ポリトロープ指数であり、予め設定された値が用いられる。Ｖｃｙｌ０は、吸気バルブの閉弁時のシリンダ容積であり、予め設定された値が用いられてもよいし、吸気可変バルブタイミング機構１４による吸気バルブの閉弁タイミングに応じて変化されてよい。Ｖｃｌｙ＿θ＿ｉは、各気筒ｉのクランク角度θｄ＿ｉにおける各気筒ｉのシリンダ容積である。Ｓｐは、ピストンの頂面の投影面積であり、ｒは、クランク長さであり、Ｌは、コンロッド長さである。なお、三角関数の演算に用いられる各気筒ｉのクランク角度θｄ＿ｉには、各気筒ｉについて、圧縮行程の上死点が０度になるように、クランク角度θｄをシフトさせたクランク角度が用いられる。吸気管内のガス圧の検出値Ｐｉｎｄには、行程周期の平均値等の平均化処理後の値が用いられてもよいし、吸気バルブの閉弁時の検出値が用いられもよい。排気管内のガス圧Ｐｅｘには、大気圧の検出値が用いられてもよいし、所定値が用いられてもよい。
　そして、軸トルク推定部５４は、ガス圧をトルクに変換する次式を用い、各気筒ｉの気筒内のガス圧Ｐｃｙｌ＿ｉ、及びクランク角度θｄ＿ｉに基づいて、ガス圧トルクＴｇａｓを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　ここで、Ｐｃａｓｅは、クランクケース内の内圧（ピストンの背圧）であり、所定値が設定されてもよいし、吸気管内のガス圧の検出値Ｐｉｎｄ、大気圧等に応じて変化されてもよい。Ｒ＿ｉは、各気筒ｉのピストンに生じた力を、クランク軸回りのトルクに変換する変換係数である。なお、オフセットクランクの場合は、変換係数Ｒ＿ｉの算出に、オフセットが考慮されてもよい。Ｎは、気筒数であり、本実施の形態では、Ｎ＝３である。
　軸トルク推定部５４は、各クランク角度θｄにおいて、ピストンの往復運動により生じる慣性トルクを算出する物理モデル式を用い、クランク角速度ωｄに基づいて、ピストンの往復運動により生じる慣性トルクＴｉｎを算出する。
　軸トルク推定部５４は、ピストンの加速度及びピストンの慣性力をトルクに変換する次式を用い、クランク角速度ωｄ、及びクランク角度θｄに基づいて、各気筒ｉのピストンの往復運動により生じる慣性トルクＴｉｎを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　ここで、ｍｐは、ピストンの質量であり、αｐ＿ｉは、クランク角速度ωｄにおける、各気筒ｉのピストンの加速度であり、Ｒ＿ｉは、式（７）の第２式により算出される変換係数である。なお、慣性トルクＴｉｎに、コンロッドの慣性等により生じる慣性トルクが加算されてもよい。
　そして、軸トルク推定部５４は、各クランク角度θｄで算出されたガス圧トルクＴｇａｓと慣性トルクＴｉｎとを合計して、各クランク角度θｄの軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　そして、軸トルク推定部５４は、各クランク角度θｄの軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅに基づいて、各角度区間Ｓｄ（ｎ）の軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（ｎ）を算出する。例えば、各角度区間Ｓｄ（ｎ）の中心位置に対応する軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（ｎ）が算出される。次式に示すように、軸トルク推定部５４は、各角度区間Ｓｄ（ｎ）の開始クランク角度θｄ（ｎ－１）の軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（θｄ（ｎ－１））と、各角度区間Ｓｄ（ｎ）の終了クランク角度θｄ（ｎ）の軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（θｄ（ｎ））との平均値を、各角度区間Ｓｄ（ｎ）の軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（ｎ）として算出する。或いは、軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅの算出に用いられるクランク角度θｄが、各角度区間Ｓｄの中心位置に対応するクランク角度θｄに設定され、各角度区間Ｓｄの中心位置に対応する軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅが直接演算されてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　以上で算出された軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅには、外部負荷トルクＴｌｏａｄの影響が考慮されていないため、本実施の形態では、以下で説明するように外部負荷トルクＴｌｏａｄを算出し、外部負荷トルクＴｌｏａｄにより軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅを補正する。外部負荷トルクＴｌｏａｄは、内燃機関の外部からクランク軸にかかるトルクである。外部負荷トルクＴｌｏａｄには、車輪に連結される動力伝達機構から内燃機関に伝達される車両の走行抵抗及び摩擦抵抗、並びにクランク軸に連結されるオルタネータ等の補機負荷等が含まれる。
　なお、外部負荷トルクＴｌｏａｄによる補正が行われなくても、後述する平均検出角速度ωｓａｖｅｄによる補正により、外部負荷トルクＴｌｏａｄによる影響もまとめて補正されるため、外部負荷トルクＴｌｏａｄによる補正が行われなくてもよい。
　軸トルク推定部５４は、クランク角加速度の検出値αｄ、及びクランク軸系の慣性モーメントＩｃｒｋに基づいてクランク軸の軸トルクの検出値Ｔｃｒｋｄを算出する。本実施の形態では、軸トルク推定部５４は、次式を用いて、各角度区間Ｓｄ（ｎ）に対応する軸トルクの検出値Ｔｃｒｋｄ（ｎ）を算出する。ここで、本実施の形態では、図７に示すように、クランク角加速度の検出値αｄ（ｎ）は、各角度区間Ｓｄ（ｎ）の終了クランク角度θｄ（ｎ）の時点の角加速度であるため、各角度区間Ｓｄ（ｎ）に対応するクランク角加速度の検出値を算出するため、今回のクランク角度θｄ（ｎ）のクランク角加速度αｄ（ｎ）と直前のクランク角度θｄ（ｎ－１）のクランク角加速度αｄ（ｎ－１）との平均値が用いられている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　軸トルク推定部５４は、ピストンの上死点近傍のクランク角度θｄ＿ｔｄｃにおいて算出された軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（θｄ＿ｔｄｃ）及び軸トルクの検出値Ｔｃｒｋｄ（θｄ＿ｔｄｃ）に基づいて、外部負荷トルクＴｌｏａｄを算出する。上死点近傍では、コンロッド及びクランクが一直線になり、筒内圧がピストンを押す力により、軸トルクＴｃｒｋが生じない。よって、上死点近傍において、軸トルクの検出値Ｔｃｒｋｄと軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅとの偏差により、外部負荷トルクＴｌｏａｄを精度よく算出することができる。外部負荷トルクＴｌｏａｄは、通常、行程周期では大きく変動しないため、上死点近傍で算出した外部負荷トルクＴｌｏａｄを、各クランク角度θｄで用いることができる。上死点近傍のクランク角度θｄ＿ｔｄｃは、上死点近傍のクランク角度に予め設定されている。ここで、上死点近傍は、例えば、上死点前１０度から上死点後１０度までの角度区間内である。例えば、上死点近傍のクランク角度θｄは、上死点のクランク角度に予め設定されている。本実施の形態では、軸トルク推定部５４は、次式を用いて、外部負荷トルクＴｌｏａｄを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　なお、軸トルク推定部５４は、平均化処理後の軸トルクの検出値Ｔｃｒｋｄの平均値と軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅの平均値との偏差により、外部負荷トルクＴｌｏａｄを算出してもよい。
　軸トルク推定部５４は、外部負荷トルクＴｌｏａｄにより、各角度区間Ｓｄ（ｎ）の軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（ｎ）を補正する。本実施の形態では、軸トルク推定部５４は、次式に示すように、各角度区間Ｓｄ（ｎ）の軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（ｎ）に外部負荷トルクＴｌｏａｄを加算した値を、補正後の軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（ｎ）として算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
＜一回転時間検出部５７＞
　一回転時間検出部５７は、第２クランク角センサ６の出力信号に基づいて、クランク軸が一回転する一回転角度間隔Ｓ３６０の時間間隔である一回転時間間隔ΔＴ３６０を検出し、一回転時間間隔の検出値ΔＴ３６０に基づいて、一回転角度間隔Ｓ３６０の範囲内に設定した平均処理角度区間Ｓａｖｅの平均角速度である平均検出角速度ωｓａｖｅｄを算出する。
　本実施形態では、図１０に示すように、一回転時間検出部５７は、相互に重複しつつ角度をずらした第１の一回転角度間隔Ｓ３６０＿１と第２の一回転角度間隔Ｓ３６０＿２とのそれぞれについて、第１の一回転時間間隔ΔＴ３６０＿１及び第２の一回転時間間隔ΔＴ３６０＿２を検出し、第１の一回転角度間隔Ｓ３６０＿１と第２の一回転角度間隔Ｓ３６０＿２との間で重複している角度区間を平均処理角度区間Ｓａｖｅに設定する。そして、一回転時間検出部５７は、第１の一回転時間間隔ΔＴ３６０＿１と第２の一回転時間間隔ΔＴ３６０＿２の平均値に基づいて、平均処理角度区間の時間間隔ΔＴｓａｖｅを算出し、平均処理角度区間の時間間隔ΔＴｓａｖｅに基づいて、平均検出角速度ωｓａｖｅｄを算出する。
　本実施の形態では、平均処理角度区間Ｓａｖｅは、１８０度に設定されている。第１の一回転角度間隔Ｓ３６０＿１は、平均処理角度区間Ｓａｖｅの開始角度よりも１８０度だけ遅角側の角度から、平均処理角度区間Ｓａｖｅの終了角度までの角度区間に設定される。第２の一回転角度間隔Ｓ３６０＿２は、平均処理角度区間Ｓａｖｅの開始角度から、平均処理角度区間Ｓａｖｅの終了角度よりも１８０度だけ進角側の角度までの角度区間に設定される。平均検出角速度ωｓａｖｅｄを算出処理は、平均処理角度区間Ｓａｖｅごとに行われる。
　本実施の形態では、一回転時間検出部５７は、次式を用いて、平均検出角速度ωｓａｖｅｄを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　なお、平均処理角度区間Ｓａｖｅは、３６０度以内の任意の角度に設定されてもよい。例えば、平均処理角度区間Ｓａｖｅは、３６０度に設定されてもよく、この場合は、第１の一回転角度間隔Ｓ３６０＿１と第２の一回転角度間隔Ｓ３６０＿２とが同じになるので、一つの一回転角度間隔Ｓ３６０の一回転時間間隔ΔＴ３６０に基づいて、平均検出角速度ωｓａｖｅｄが算出されればよい。
＜理想角速度算出部５５＞
　理想角速度算出部５５は、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれの軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（ｎ）、及びクランク軸系の慣性モーメントＩｃｒｋに基づいて、複数の歯が配置された複数のクランク角度（以下、歯の配置クランク角度とも称す）に変動がないと仮定した理想状態における、角度区間Ｓｄのそれぞれに対応する角速度である理想区間角速度ωｉｄを算出する。
　軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅは、クランク機構の物理モデル式を用いて算出されるので、歯の配置クランク角度に変動がないと仮定した理想状態における軸トルクになる。そして、理想区間角速度ωｉｄは、軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅに基づいて算出されるので、理想状態における区間角速度になる。
　本実施の形態では、理想角速度算出部５５は、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける検出区間角速度ωｓｄの平均値ωｓｄ＿ａｖｅが、平均検出角速度ωｓａｖｅｄから逸脱しないように、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれの補正値Ｋｃ（ｎ）を変化させるために、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける理想区間角速度ωｉｄの平均値ωｉｄ＿ａｖｅを平均検出角速度ωｓａｖｅｄに一致させる。
　図１０に示すように、理想角速度算出部５５は、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれの軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（ｎ）、及びクランク軸系の慣性モーメントＩｃｒｋに基づいて、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれに対応する理想状態の角加速度である理想区間角加速度αｉｄ（ｎ）を算出し、理想区間角加速度αｉｄ（ｎ）を積分して、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれに対応する理想状態の角速度である仮の理想区間角速度ωｉｄｔｍｐ（ｎ）を算出する。本実施の形態では、理想角速度算出部５５は、次式を用いて、仮の理想区間角速度ωｉｄｔｍｐを算出する。この算出処理は、平均処理角度区間Ｓａｖｅの各角度区間Ｓｄ（ｎ）について行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　次式に示すように、理想角速度算出部５５は、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける仮の理想区間角速度ωｉｄｔｍｐの平均値ωｉｄｔｍｐ＿ａｖｅを算出する。ここで、Ｑは、平均処理角度区間Ｓａｖｅの最初の角度区間に対応する角度識別番号であり、Ｒは、平均処理角度区間Ｓａｖｅの最後の角度区間に対応する角度識別番号である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　そして、次式に示すように、理想角速度算出部５５は、仮の理想区間角速度ωｉｄｔｍｐから、仮の理想区間角速度の平均値ωｉｄｔｍｐ＿ａｖｅを減算し、平均検出角速度ωｓａｖｅｄを加算した値を、理想区間角速度ωｉｄとして算出する。この算出処理は、平均処理角度区間Ｓａｖｅの各角度区間Ｓｄ（ｎ）について行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　この算出処理により、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける理想区間角速度ωｉｄの平均値ωｉｄ＿ａｖｅを平均検出角速度ωｓａｖｅｄに一致させることができる。よって、後述するように、検出区間角速度ωｓｄが理想区間角速度ωｉｄに近づくように、補正値Ｋｃが変化されるので、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける検出区間角速度ωｓｄの平均値ωｓｄ＿ａｖｅが、平均検出角速度ωｓａｖｅｄから逸脱しないように、補正値Ｋｃを変化させることができる。
　図１１に、一定のクランク角速度の条件で、仮の理想区間角速度ωｉｄｔｍｐが、そのまま理想区間角速度ωｉｄに設定される場合の制御挙動を示す。この場合は、理想区間角速度ωｉｄの平均値ωｉｄ＿ａｖｅが、平均検出角速度ωｓａｖｅｄからずれるため、検出区間角速度ωｓｄの平均値ωｓｄ＿ａｖｅが、平均検出角速度ωｓａｖｅｄから逸脱し、クランク角速度が一定であるにもかかわらず、検出区間角速度ωｓｄが、次第にシフトし、誤差が生じている。一方、図１２に、式（１７）のように補正した場合の制御挙動を示す。この場合は、理想区間角速度ωｉｄの平均値ωｉｄ＿ａｖｅが、平均検出角速度ωｓａｖｅｄに一致しているため、検出区間角速度ωｓｄの平均値ωｓｄ＿ａｖｅが、平均検出角速度ωｓａｖｅｄから逸脱しないようにでき、検出区間角速度ωｓｄが、シフトしておらず、誤差が生じていない。
＜補正値変化部５６＞
　補正値変化部５６は、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれについて、補正値Ｋｃによる補正処理後の時間間隔ΔＴｄｃ及び角度間隔Δθｄｃにより算出される角度区間に対応する角速度である検出区間角速度ωｓｄ（ｎ）が、理想区間角速度ωｉｄ（ｎ）に近づくように、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれの補正値Ｋｃ（ｎ）を変化させる。
　この構成によれば、理想区間角速度ωｉｄは、理想状態における区間角速度であるので、歯の配置クランク角度の変動による高周波成分が重畳していない。よって、検出区間角速度ωｓｄ（ｎ）が、理想区間角速度ωｉｄ（ｎ）に近づくように、各角度区間Ｓｄ（ｎ）の補正値Ｋｃ（ｎ）を変化させることより、歯の配置クランク角度の変動を打ち消すように、補正値Ｋｃ（ｎ）を適切に変化させることができる。
　補正値変化部５６は、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれについて、検出区間角速度ωｓｄ（ｎ）が理想区間角速度ωｉｄ（ｎ）を上回った場合は、補正値Ｋｃ（ｎ）を増加させ、検出区間角速度ωｓｄ（ｎ）が理想区間角速度ωｉｄ（ｎ）を下回った場合は、補正値Ｋｃ（ｎ）を減少させる。
　次式を用いて、補正値変化部５６は、補正値Ｋｃによる補正処理後の時間間隔ΔＴｄｃ（ｎ）及び角度間隔Δθｄｃ（ｎ）に基づいて、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれに対応する検出区間角速度ωｓｄ（ｎ）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
　例えば、補正値変化部５６は、次式を用いて、補正値Ｋｃ（ｎ）を更新する。ここで、Ｋｌｒｎは、学習率であり、１以下の値が設定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
　本実施の形態では、補正値変化部５６は、平均処理角度区間Ｓａｖｅの各角度区間Ｓｄ（ｎ）の理想区間角速度ωｉｄ（ｎ）の算出処理が終了するごとに、平均処理角度区間Ｓａｖｅの各角度区間Ｓｄ（ｎ）の補正値Ｋｃ（ｎ）の変化処理をまとめて実行する。
　本実施の形態では、補正値変化部５６は、内燃機関が燃焼を行っていない未燃焼状態である場合（第１条件の成立時）に、補正値Ｋｃを変化させる。一方、補正値変化部５６は、内燃機関が燃焼を行っている燃焼状態である場合（第１条件の不成立時）は、補正値Ｋｃを変化させない。未燃焼状態には、燃料の供給を停止している燃料カット状態などがある。
　未燃焼状態では、クランク機構の物理モデル式が想定していない燃焼による筒内圧の上昇がないため、理想区間角速度ωｉｄの算出精度が向上する。よって、補正値Ｋｃ変化の精度を向上させることができる。
　また、補正値変化部５６は、検出区間角速度ωｓｄの平均値の変化量の絶対値が、変化量判定値以下である場合（第２条件の成立時）に、補正値Ｋｃを変化させる。一方、補正値変化部５６は、変化量の絶対値が、変化量判定値を上回っている場合（第２条件の不成立時）は、補正値Ｋｃを変化させない。検出区間角速度ωｓｄの平均値は、例えば、平均処理角度区間Ｓａｖｅ又は行程周期などの平均期間の平均値とされる。
　検出区間角速度ωｓｄの平均値の変化量の絶対値が大きい場合は、外部負荷トルクＴｌｏａｄ等の外乱の影響が大きく、外乱の影響により、補正値Ｋｃ変化の精度が悪化する可能性がある。よって、検出区間角速度ωｓｄの平均値の変化量の絶対値が小さい安定した状態で、補正値Ｋｃを変化させることで、補正値Ｋｃ変化の精度を向上させることができる。
　補正値変化部５６は、内燃機関が搭載された車両のブレーキ機構の動作量が、動作量判定値以下である場合（第３条件の成立時）に、補正値Ｋｃを変化させる。一方、補正値変化部５６は、ブレーキ機構の動作量が、動作量判定値を上回っている場合（第３条件の不成立時）は、補正値Ｋｃを変化させない。
　ブレーキ機構の動作量が大きい場合は、ブレーキの制動力により、外部負荷トルクＴｌｏａｄが大きく変動し、補正値Ｋｃ変化の精度が悪化する可能性がある。よって、ブレーキ機構の動作量が小さい安定した状態で、補正値Ｋｃを変化させることで、補正値Ｋｃ変化の精度を向上させることができる。
　補正値変化部５６は、クランク軸が連結されたクラッチ機構が解放状態である場合（第４条件の成立時）に、補正値Ｋｃを変化させる。一方、補正値変化部５６は、クラッチ機構が連結状態である場合（第４条件の不成立時）は、補正値Ｋｃを変化させない。例えば、クラッチ機構は、クランク軸と変速装置との間に設けられる。
　クラッチ機構が連結状態である場合は、車輪側から伝達される外部負荷トルクＴｌｏａｄにより、補正値Ｋｃ変化の精度が悪化する可能性がある。よって、クラッチ機構が解放状態である場合に、補正値Ｋｃを変化させることで、補正値Ｋｃ変化の精度を向上させることができる。
　補正値変化部５６は、内燃機関の冷却水温が、第１の水温判定値以上である場合（第５条件の成立時）に、補正値Ｋｃを変化させる。一方、補正値変化部５６は、冷却水温が、第１の水温判定値未満である場合（第５条件の不成立時）は、補正値Ｋｃを変化させない。或いは、補正値変化部５６は、冷却水温が、第１の水温判定値以上でかつ、第１の水温判定値よりも高い第２の水温判定値以下である場合（第５条件の成立時）に、補正値Ｋｃを変化させる。補正値変化部５６は、冷却水温が、第１の水温判定値未満である、又は冷却水温が、第２の水温判定値よりも大きい場合（第５条件の不成立時）は、補正値Ｋｃを変化させない。第１の水温判定値及び第２の水温判定値は、内燃機関が暖機され、冷却水温が通常の運転温度である場合に、補正値Ｋｃが変化されるような値に予め設定される。
　冷却水温が通常の運転温度になると、内燃機関のフリクション等の状態が安定し、補正値Ｋｃ変化の精度を向上させることができる。
　本実施の形態では、補正値変化部５６は、上記の第１条件から第５条件が全て成立している場合に、補正値Ｋｃを変化させ、第１条件から第５条件のいずれか一つが成立していない場合に、補正値Ｋｃを変化させない。或いは、第１条件から第５条件の全てが用いられなくてもよく、少なくとも第１条件が用いられてもよい。
　図１３に、歯の配置クランク角度に変動が生じた場合に、補正値Ｋｃにより補正されていない角度間隔Δθｄ及び時間間隔ΔＴｄに基づいて算出した補正処理なしのクランク角速度ωｄｃｍｐと、計測用に設けられた高精度の回転センサにより検出した高精度のクランク角速度ω＊と、補正値Ｋｃによる補正処理後のクランク角速度ωｄと、の挙動を示す。図１３に示すように、補正処理後のクランク角速度ωｄは、補正処理なしのクランク角速度ωｄｃｍｐから計測用の高精度のクランク角速度ω＊に近づいている。よって、歯の配置クランク角度の変動を打ち消すように、補正値Ｋｃを適切に変化させることができ、クランク角度θｄの検出誤差を精度良く補正することができている。
２．実施の形態２
　実施の形態２に係る制御装置５０について図面を参照して説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る制御装置５０の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、理想角速度算出部５５の処理が実施の形態１と異なる。
　実施の形態１と同様に、理想角速度算出部５５は、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれの軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（ｎ）、及びクランク軸系の慣性モーメントＩｃｒｋに基づいて、歯の配置クランク角度に変動がないと仮定した理想状態における、角度区間Ｓｄのそれぞれに対応する角速度である理想区間角速度ωｉｄを算出する。
　また、理想角速度算出部５５は、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける検出区間角速度ωｓｄの平均値ωｓｄ＿ａｖｅが、平均検出角速度ωｓａｖｅｄから逸脱しないように、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれの補正値Ｋｃ（ｎ）を変化させるために、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける理想区間角速度ωｉｄの平均値ωｉｄ＿ａｖｅを平均検出角速度ωｓａｖｅｄに一致させる。
　図１４に示すように、理想角速度算出部５５は、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれの軸トルクの推定値Ｔｃｒｋｅ（ｎ）、及びクランク軸系の慣性モーメントＩｃｒｋに基づいて、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれに対応する理想状態の角加速度である理想区間角加速度αｉｄ（ｎ）を算出する。この算出処理は、平均処理角度区間Ｓａｖｅの各角度区間Ｓｄ（ｎ）について行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
　実施の形態１と異なり、理想角速度算出部５５は、角度区間Ｓｄを一つずつ進角側に変化させて演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ）を設定し、演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ）に対応する理想区間角加速度αｉｄ（ｎ）、及び一つ遅角側の演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ－１）において算出された仮の理想区間角速度ωｉｄｔｍｐ（ｎ－１）に基づいて、演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ）に対応する理想状態の時間間隔である理想時間間隔ΔＴｉｄ（ｎ）を算出し、演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ）に対応する理想時間間隔ΔＴｉｄ（ｎ）に基づいて、演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ）に対応する理想状態の角速度である仮の理想区間角速度ωｉｄｔｍｐ（ｎ）を算出する。
　本実施の形態では、平均処理角度区間Ｓａｖｅの各角度区間Ｓｄ（ｎ）が、平均処理角度区間Ｓａｖｅの最初の角度区間Ｓｄ（Ｑ）から最後の角度区間Ｓｄ（Ｒ）まで一つずつ進角側に変化され、演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ）に設定される（ｎ＝Ｑ、Ｑ＋１、・・・、Ｒ－１、Ｒ）。ここで、Ｑは、平均処理角度区間Ｓａｖｅの最初の角度区間に対応する角度識別番号であり、Ｒは、平均処理角度区間Ｓａｖｅの終了角度間隔に対応する角度識別番号である。
　次式を用いて、理想角速度算出部５５は、演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ）に対応する理想区間角加速度αｉｄ（ｎ）、及び一つ遅角側の演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ－１）において算出された仮の理想区間角速度ωｉｄｔｍｐ（ｎ－１）に基づいて、演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ）に対応する理想状態の時間間隔である理想時間間隔ΔＴｉｄ（ｎ）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
　次式を用いて、理想角速度算出部５５は、演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ）に対応する理想時間間隔ΔＴｉｄ（ｎ）に基づいて、演算対象の角度区間Ｓｃａｌ（ｎ）に対応する理想状態の角速度である仮の理想区間角速度ωｉｄｔｍｐ（ｎ）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
　角度識別番号ｎをＱからＲまで一つずつ増加させながら、各角度識別番号ｎで、式（２１）及び式（２２）の演算が行われる。
　そして、次式に示すように、理想角速度算出部５５は、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける仮の理想区間角速度ωｉｄｔｍｐの平均値ωｉｄｔｍｐ＿ａｖｅを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
　次式に示すように、理想角速度算出部５５は、仮の理想区間角速度ωｉｄｔｍｐから、仮の理想区間角速度の平均値ωｉｄｔｍｐ＿ａｖｅを減算し、平均検出角速度ωｓａｖｅｄを加算した値を、理想区間角速度ωｉｄとして算出する。この算出処理は、平均処理角度区間Ｓａｖｅの各角度区間Ｓｄ（ｎ）について行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
　この算出処理により、実施の形態１と同様に、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける理想区間角速度ωｉｄの平均値ωｉｄ＿ａｖｅを平均検出角速度ωｓａｖｅｄに一致させることができる。よって、検出区間角速度ωｓｄが理想区間角速度ωｉｄに近づくように、補正値Ｋｃが変化されるので、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける検出区間角速度ωｓｄの平均値ωｓｄ＿ａｖｅが、平均検出角速度ωｓａｖｅｄから逸脱しないように、補正値Ｋｃを変化させることができる。
３．実施の形態３
　実施の形態３に係る制御装置５０について図面を参照して説明する。上記の実施の形態１又は２と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る制御装置５０の基本的な構成は実施の形態１又は２と同様であるが、補正値変化部５６の処理が実施の形態１又は２と異なる。
　本実施の形態では、補正値変化部５６は、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける検出区間角速度ωｓｄの平均値ωｓｄ＿ａｖｅが、平均検出角速度ωｓａｖｅｄから逸脱しないように、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれの補正値Ｋｃ（ｎ）を変化させるために、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける検出区間角速度ωｓｄの平均値ωｓｄ＿ａｖｅを平均検出角速度ωｓａｖｅｄに一致させる。
　図１５に示すように、補正値変化部５６は、補正値による補正処理後の時間間隔ΔＴｄｃ（ｎ）及び角度間隔Δθｄｃ（ｎ）に基づいて、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれに対応する角速度である基礎の検出区間角速度ωｓｄｂｓ（ｎ）を算出する。この算出処理には、次式が用いられる。この算出処理は、平均処理角度区間Ｓａｖｅの各角度区間Ｓｄ（ｎ）について行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
　補正値変化部５６は、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれに対応する基礎の検出区間角速度ωｓｄｂｓ（ｎ）及び時間間隔ΔＴｄｃ（ｎ）に基づいて、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれに対応する角加速度である基礎の検出区間角加速度αｓｄｂｓ（ｎ）を算出し、基礎の検出区間角加速度αｓｄｂｓ（ｎ）を積分して、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれに対応する角速度である仮の検出区間角速度ωｓｄｔｍｐ（ｎ）を算出する。この算出処理には、次式が用いられる。この算出処理は、平均処理角度区間Ｓａｖｅの各角度区間Ｓｄ（ｎ）について行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
　補正値変化部５６は、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける仮の検出区間角速度ωｓｄｔｍｐの平均値ωｓｄｔｍｐ＿ａｖｅを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
　そして、次式に示すように、補正値変化部５６は、仮の検出区間角速度ωｓｄｔｍｐ（ｎ）から、仮の検出区間角速度の平均値ωｓｄｔｍｐ＿ａｖｅを減算し、平均検出角速度ωｓａｖｅｄを加算した値を、検出区間角速度ωｓｄ（ｎ）として算出する。この算出処理は、平均処理角度区間Ｓａｖｅの角度区間Ｓｄ（ｎ）について行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
　この算出処理により、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける検出区間角速度の平均値ωｓｄ＿ａｖｅを平均検出角速度ωｓａｖｅｄに一致させることができる。よって、平均処理角度区間Ｓａｖｅにおける検出区間角速度ωｓｄの平均値ωｓｄ＿ａｖｅが、平均検出角速度ωｓａｖｅｄから逸脱しないように、補正値Ｋｃを変化させることができる。
　そして、実施の形態１と同様に、補正値変化部５６は、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれについて、検出区間角速度ωｓｄ（ｎ）が、理想区間角速度ωｉｄ（ｎ）に近づくように、角度区間Ｓｄ（ｎ）のそれぞれの補正値Ｋｃ（ｎ）を変化させる。
〔その他の実施の形態〕
（１）上記の実施の形態１においては、第２クランク角センサ６が、本願における「特定クランク角センサ」に相当し、フライホイール２７が、本願における「回転部材」に相当し、フライホイール２７に設けられたリングギア２５の歯が、本願における「被検出部」に相当する場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第１クランク角センサ１１が、本願における「特定クランク角センサ」に相当し、信号板１０が、本願における「回転部材」に相当し、信号板１０に設けられた複数の歯が、本願における「被検出部」に相当してもよい。
（２）上記の実施の形態１においては、内燃機関１は、ガソリンエンジンとされている場合を例として説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、内燃機関１は、ディーゼルエンジン、ＨＣＣＩ燃焼（Homogeneous-Charge Compression Ignition Combustion）を行うエンジン等の各種の内燃機関とされてもよい。
　本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
１　内燃機関、２　クランク軸、６　第２クランク角センサ（特定クランク角センサ）、８　ガス圧センサ、５０　内燃機関の制御装置、５１　吸気管ガス圧検出部、５２　角度情報検出部、５３　角度情報補正部、５４　軸トルク推定部、５５　理想角速度算出部、５６　補正値変化部、５７　一回転時間検出部、Ｉｃｒｋ　慣性モーメント、Ｋｃ　補正値、Ｐｉｎｄ　吸気管内のガス圧の検出値、Ｓ３６０　：一回転角度間隔、Ｓ３６０＿１　第１の一回転角度間隔、Ｓ３６０＿２　第２の一回転角度間隔、Ｓａｖｅ　平均処理角度区間、Ｓｃａｌ　演算対象の角度区間、Ｓｄ　角度区間、Ｔｃｒｋｄ　軸トルクの検出値、Ｔｃｒｋｅ　軸トルクの推定値、Ｔｄ　検出時刻、Ｔｌｏａｄ　外部負荷トルク、ΔＴ３６０　一回転時間間隔、Δθｄ　角度間隔、Δθｄｃ　補正処理後の角度間隔、ΔＴ３６０＿１　第１の一回転時間間隔、ΔＴ３６０＿２　第２の一回転時間間隔、ΔＴｄ　時間間隔、ΔＴｄｃ　補正処理後の時間間隔、ΔＴｉｄ　理想時間間隔、ΔＴｓａｖｅ　平均処理角度区間の時間間隔、αｄ　クランク角加速度の検出値、αｉｄ　理想区間角加速度、αｓｄｂｓ　基礎の検出区間角加速度、θｄ　クランク角度（検出角度）、ωｄ　クランク角速度、ωｉｄ　理想区間角速度、ωｉｄｔｍｐ　仮の理想区間角速度、ωｉｄｔｍｐ＿ａｖｅ　仮の理想区間角速度の平均値、ωｓａｖｅｄ　平均検出角速度、ωｓｄ　検出区間角速度、ωｓｄ＿ａｖｅ　検出区間角速度の平均値、ωｓｄｂｓ　基礎の検出区間角速度、ωｓｄｔｍｐ　仮の検出区間角速度、ωｓｄｔｍｐ＿ａｖｅ　仮の検出区間角速度の平均値

Claims (12)

  1. 　クランク軸と一体回転する回転部材に、予め定められた複数のクランク角度に設けられた複数の被検出部と、非回転部材に固定され、前記被検出部を検出する特定クランク角センサと、吸気管内のガス圧を検出するガス圧センサと、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
    　前記特定クランク角センサの出力信号に基づいて、クランク角度を検出すると共に前記クランク角度を検出した検出時刻を検出し、検出した前記クランク角度である検出角度に基づいて、前記検出角度の間の角度区間に対応する角度間隔を算出し、前記検出時刻に基づいて、前記角度区間に対応する時間間隔を算出する角度情報検出部と、
    　前記角度区間のそれぞれの前記角度間隔又は前記時間間隔を、前記角度区間のそれぞれに対応して１つずつ設けた補正値により補正する角度情報補正部と、
    　前記ガス圧センサの出力信号に基づいて、前記吸気管内のガス圧を検出する吸気管ガス圧検出部と、
    　前記吸気管内のガス圧の検出値、及び前記検出角度に基づき、クランク機構の物理モデル式を用いて、気筒内のガス圧及びピストンの往復運動によるクランク軸の軸トルクを、前記角度区間のそれぞれに対応して推定する軸トルク推定部と、
    　前記角度区間のそれぞれの前記軸トルクの推定値、及びクランク軸系の慣性モーメントに基づいて、前記複数の被検出部が配置された前記複数のクランク角度に変動がないと仮定した理想状態における、前記角度区間のそれぞれに対応する角速度である理想区間角速度を算出する理想角速度算出部と、
    　前記角度区間のそれぞれについて、前記補正値による補正処理後の前記時間間隔及び前記角度間隔により算出される前記角度区間に対応する角速度である検出区間角速度が、前記理想区間角速度に近づくように、前記角度区間のそれぞれの前記補正値を変化させる補正値変化部と、を備えた内燃機関の制御装置。
  2. 　前記特定クランク角センサの出力信号に基づいて、前記クランク軸が一回転する一回転角度間隔の時間間隔である一回転時間間隔を検出し、前記一回転時間間隔の検出値に基づいて、前記一回転角度間隔の範囲内に設定した平均処理角度区間の平均角速度である平均検出角速度を算出する一回転時間検出部を更に備え、
    　前記補正値変化部及び前記理想角速度算出部は、前記平均処理角度区間における前記検出区間角速度の平均値が、前記平均検出角速度から逸脱しないように、前記角度区間のそれぞれの前記補正値を変化させる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 　前記一回転時間検出部は、相互に重複しつつ角度をずらした第１の一回転角度間隔と第２の一回転角度間隔とのそれぞれについて、第１の一回転時間間隔及び第２の一回転時間間隔を検出し、前記第１の一回転角度間隔と前記第２の一回転角度間隔との間で重複している角度区間を前記平均処理角度区間に設定し、前記第１の一回転時間間隔と前記第２の一回転時間間隔の平均値に基づいて、前記平均処理角度区間の時間間隔を算出し、前記平均処理角度区間の時間間隔に基づいて、前記平均検出角速度を算出する請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 　前記理想角速度算出部は、前記角度区間のそれぞれの前記軸トルクの推定値、及び前記クランク軸系の慣性モーメントに基づいて、前記角度区間のそれぞれに対応する前記理想状態の角加速度である理想区間角加速度を算出し、前記理想区間角加速度を積分して、前記角度区間のそれぞれに対応する前記理想状態の角速度である仮の理想区間角速度を算出し、
    　前記平均処理角度区間における前記仮の理想区間角速度の平均値を算出し、
    　前記仮の理想区間角速度から、前記仮の理想区間角速度の平均値を減算し、前記平均検出角速度を加算した値を、前記理想区間角速度として算出する請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 　前記理想角速度算出部は、
    　前記角度区間のそれぞれの前記軸トルクの推定値、及び前記クランク軸系の慣性モーメントに基づいて、前記角度区間のそれぞれに対応する前記理想状態の角加速度である理想区間角加速度を算出し、
    　前記角度区間を一つずつ進角側に変化させて演算対象の角度区間を設定し、前記演算対象の角度区間に対応する前記理想区間角加速度、及び一つ遅角側の前記演算対象の角度区間において算出された仮の理想区間角速度に基づいて、前記演算対象の角度区間に対応する前記理想状態の時間間隔である理想時間間隔を算出し、前記演算対象の角度区間に対応する前記理想時間間隔に基づいて、前記演算対象の角度区間に対応する前記理想状態の角速度である前記仮の理想区間角速度を算出し、
    　前記平均処理角度区間における前記仮の理想区間角速度の平均値を算出し、
    　前記仮の理想区間角速度から、前記仮の理想区間角速度の平均値を減算し、前記平均検出角速度を加算した値を、前記理想区間角速度として算出する請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 　前記補正値変化部は、前記補正値による補正処理後の前記時間間隔及び前記角度間隔に基づいて、前記角度区間のそれぞれに対応する角速度である基礎の検出区間角速度を算出し、
    　前記角度区間のそれぞれに対応する前記基礎の検出区間角速度及び前記時間間隔に基づいて、前記角度区間のそれぞれに対応する角加速度である基礎の検出区間角加速度を算出し、前記基礎の検出区間角加速度を積分して、前記角度区間のそれぞれに対応する角速度である仮の検出区間角速度を算出し、
    　前記平均処理角度区間における前記仮の検出区間角速度の平均値を算出し、
    　前記仮の検出区間角速度から、前記仮の検出区間角速度の平均値を減算し、前記平均検出角速度を加算した値を、前記検出区間角速度として算出する請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
  7. 　前記角度情報検出部は、前記補正値による補正処理後の前記時間間隔及び前記角度間隔に基づいてクランク角加速度の検出値を算出し、
    　前記軸トルク推定部は、前記クランク角加速度の検出値、及び前記クランク軸系の慣性モーメントに基づいてクランク軸の軸トルクの検出値を算出し、
    　ピストンの上死点近傍のクランク角度において算出された前記軸トルクの推定値及び前記軸トルクの検出値に基づいて、内燃機関の外部からクランク軸にかかるトルクである外部負荷トルクを算出し、
    　前記外部負荷トルクにより前記軸トルクの推定値を補正する請求項１から６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  8. 　前記補正値変化部は、前記内燃機関が燃焼を行っていない未燃焼状態である場合に、前記補正値を変化させる請求項１から７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  9. 　前記補正値変化部は、前記検出区間角速度の平均値の変化量の絶対値が、変化量判定値以下である場合に、前記補正値を変化させる請求項１から８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  10. 　前記補正値変化部は、前記内燃機関が搭載された車両のブレーキ機構の動作量が、動作量判定値以下である場合に、前記補正値を変化させる請求項１から９のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  11. 　前記補正値変化部は、前記クランク軸が連結されたクラッチ機構が解放状態である場合に、前記補正値を変化させる請求項１から１０のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  12. 　前記補正値変化部は、前記内燃機関の冷却水温が、第１の水温判定値以上である場合、又は前記冷却水温が、前記第１の水温判定値以上でかつ、前記第１の水温判定値よりも高い第２の水温判定値以下である場合に、前記補正値を変化させる請求項１から１１のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
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