JP5234513B2 - 内燃機関のトルク制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の目標トルクを実現するようにトルク調整パラメータを制御する機能を備えた内燃機関のトルク制御装置に関する発明である。

内燃機関のトルク制御装置としては、例えば、特許文献１（特開２００２−２２１０６８号公報）に記載されているように、内燃機関の目標トルクと推定トルクとに基づいて推定トルクを補正して補正推定トルクを求め、目標トルクと補正推定トルクとの偏差を小さくする方向に点火時期を補正することで、システムのばらつきの影響を排除しながらトルクの過不足を補正するようにしたものがある。

特開２００２−２２１０６８号公報（第２頁等）

しかし、上記特許文献１のトルク制御装置のように、常に目標トルクと補正推定トルクとの偏差を小さくするように点火時期を補正するシステムでは、トルク推定モデルの誤差等により補正推定トルクが目標トルクに対して僅かに大きくなっただけでも点火時期を遅角補正してトルクを低下させるため、トルク発生効率が低下して燃費が悪化する可能性がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、トルク発生効率の低下を抑制して燃費を向上させることができる内燃機関のトルク制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の基本点火時期における推定トルク（以下「基本推定トルク」という）と目標トルクとに基づいて該目標トルクを実現するようにトルク調整パラメータ（例えば点火時期等）を制御するトルク制御手段を備えた内燃機関のトルク制御装置において、目標トルクよりも大きい許容トルク上限値（例えば目標トルクに対する実トルクの許容範囲の上限値）を許容トルク算出手段により算出し、トルク制御手段は、基本推定トルクが許容トルク上限値以下のときにトルク調整パラメータをトルク低下方向に制御することを禁止することを第１の特徴とし、更に、許容トルク上限値を算出する際に、目標トルクと内燃機関の回転速度とに基づいて許容トルク上限値を算出することを第２の特徴とするものである。

この構成では、基本推定トルクが目標トルクよりも大きくなっても、基本推定トルクが許容トルク上限値以下のときには、トルク調整パラメータをトルク低下方向に制御しないようにすることができる。これにより、基本推定トルクが目標トルクに対して僅かに大きくなっただけでトルク調整パラメータ（例えば点火時期、スロットル開度、燃料噴射量、バルブタイミング等）をトルク低下方向に制御することを未然に防止することができるため、トルク発生効率の低下を抑制して燃費を向上させることができる。

この場合、請求項１のように、目標トルクと内燃機関の回転速度とに基づいて許容トルク上限値を算出するようにすれば、目標トルクに応じて許容トルク上限値を変化させることができると共に、目標トルクや内燃機関の回転速度に応じて許容トルク誤差（目標トルクに対する実トルクの許容誤差）が変化するのに対応して、許容トルク上限値を変化させることができ、許容トルク上限値を適正値に設定することができる。

或は、請求項２のように、車両の各種の要求に応じた複数の要求トルクの中から選択した要求トルクを目標トルクとして設定する目標トルク設定手段を備えたシステムに本発明を適用する場合には、目標トルク設定手段により目標トルクとして選択した要求トルクと、該要求トルクに対応する許容トルク誤差とに基づいて許容トルク上限値を算出するようにしても良い。このようにすれば、車両の各種の要求（例えば、運転者の要求、内燃機関の補機類に関する要求、変速機に関する要求等）に応じて目標トルクや許容トルク誤差が変化するのに対応して、許容トルク上限値を変化させることができ、許容トルク上限値を適正値に設定することができる。

また、本発明は、請求項３，４のように、基本推定トルクが許容トルク上限値以下のときにトルク調整パラメータとして点火時期を基本点火時期に保持する非点火遅角制御を実行することで点火時期をトルク低下方向に制御することを禁止し、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きいときに点火時期を基本点火時期よりも遅角する点火遅角制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、基本推定トルクが目標トルクよりも大きくなっても、基本推定トルクが許容トルク上限値以下のときには、点火時期を基本点火時期に保持する非点火遅角制御を実行することで、点火時期をトルク低下方向に制御しないようにすることができる。一方、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きいときには、点火時期を基本点火時期よりも遅角する点火遅角制御を実行することで、実トルクを低下させて目標トルクに制御することができる。

この場合、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きくなって、非点火遅角制御から点火遅角制御に切り換える際に、点火時期を基本点火時期から要求点火時期（実トルクを目標トルクまで低下させる点火時期）へステップ的に遅角させると、実トルクが急低下して不連続となる（トルク段差が生じる）ため、非点火遅角制御から点火遅角制御への切り換え時に不快なトルクショックが発生する可能性がある。一方、基本推定トルクが許容トルク上限値以下になって、点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際に、点火時期をステップ的に進角させて基本点火時期に戻すと、実トルクが急上昇して不連続となるため、点火遅角制御から非点火遅角制御への切り換え時に不快なトルクショックが発生する可能性がある。

この対策として、請求項５のように、非点火遅角制御から点火遅角制御に切り換える際に点火時期の遅角量を徐々に増加させるようにすると良い。このようにすれば、非点火遅角制御から点火遅角制御に切り換える際に、点火時期の遅角量を徐々に増加させて、点火時期を基本点火時期から徐々に遅角させることができ、実トルクを緩やかに低下させることができる。これにより、非点火遅角制御から点火遅角制御への切り換え時に不快なトルクショックが発生することを防止できる。

また、請求項６のように、点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際に点火時期の遅角量を徐々に減少させるようにしても良い。このようにすれば、点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際に、点火時期の遅角量を徐々に減少させて、点火時期を徐々に進角して基本点火時期に戻すことができ、実トルクを緩やかに上昇させることができる。これにより、点火遅角制御から非点火遅角制御への切り換え時に不快なトルクショックが発生することを防止できる。

更に、請求項４のように、点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際に基本推定トルクと目標トルクとの差が所定値以下になってから点火時期の遅角量を減少させて点火時期を基本点火時期に戻すようにしても良い。このようにすれば、点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際に、基本推定トルクと目標トルクとの差が所定値以下になって、目標トルクが基本推定トルクに近くなってから点火時期の遅角量を減少させて点火時期を基本点火時期に戻すことができるため、点火時期の変化によるトルクの変化を小さくすることができ、点火遅角制御から非点火遅角制御への切り換え時のトルクショック防止効果を高めることができる。

図１は本発明の実施例１におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 図２は実施例１のトルク制御を説明するブロック図である。 図３は許容トルク上限値の算出方法（その１）を説明するブロック図である。 図４は許容トルク上限値の算出方法（その２）を説明するブロック図である。 図５は許容トルク上限値の算出方法（その３）を説明するブロック図である。 図６は実施例１のトルク制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図７は許容トルク算出ルーチン（その１）の処理の流れを説明するフローチャートである。 図８は許容トルク算出ルーチン（その２）の処理の流れを説明するフローチャートである。 図９は許容トルク算出ルーチン（その３）の処理の流れを説明するフローチャートである。 図１０は実施例２のトルク制御を説明するブロック図である。 図１１は実施例２のトルク制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図１２は実施例２の許容トルク上限値相当遅角量算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図１３は実施例３のトルク制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図１４は実施例３のトルク制御を説明するタイムチャートである。 図１５は非点火遅角制御から点火遅角制御に切り換える際の不具合を説明するタイムチャートである。 図１６は実施例４のトルク制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図１７は実施例４のトルク制御を説明するタイムチャートである。 図１８は点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際の不具合を説明するタイムチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図９に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキング振動を検出するノックセンサ２７が取り付けられている。また、クランク軸２８の外周側には、クランク軸２８が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２９が取り付けられ、このクランク角センサ２９の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。

その際、ＥＣＵ３０は、後述する図６乃至図９のトルク制御用の各ルーチンを実行することで、次のようにしてトルク制御を行う。
図２に示すように、まず、アクセル開度、エンジン回転速度等に基づいて目標トルクをマップ又は数式等により算出する。この目標トルクに基づいて要求吸入空気量や要求燃料噴射量等が算出される。更に、吸入空気量、エンジン回転速度等に基づいて基本点火時期（例えば発生トルクが最大となる最適点火時期ＭＢＴ）における推定トルク（以下「基本推定トルク」という）をマップ又は数式等により算出する。

この後、目標トルクを基本推定トルクで除算した値をトルク効率として算出し、このトルク効率に応じた点火時期の遅角量（基本点火時期からの遅角量）をマップ又は数式等により算出することで、目標トルクを実現する点火時期の遅角量（以下「目標トルク実現遅角量」という）を求める。この目標トルク実現遅角量のマップ又は数式等は、トルク効率＝１のときに目標トルク実現遅角量＝０となり、トルク効率が１よりも小さくなるほど、目標トルク実現遅角量が大きくなるように設定されている。

また、目標トルクに基づいて該目標トルクよりも大きい許容トルク上限値（目標トルクに対する実トルクの許容範囲の上限値）を算出する。具体的には、図３に示すように、目標トルクに所定の許容トルク誤差（例えば５Ｎｍ）を加算して許容トルク上限値を求めることで、目標トルクに応じて許容トルク上限値を変化させる。

或は、図４に示すように、目標トルクとエンジン回転速度とに基づいて許容トルク誤差（目標トルクに対する実トルクの許容誤差）をマップ又は数式等により算出し、この許容トルク誤差を目標トルクに加算して許容トルク上限値を求めるようにしても良い。許容トルク誤差のマップ又は数式等は、目標トルクが大きくなるほど許容トルク誤差が大きくなり、且つ、エンジン回転速度が高くなるほど許容トルク誤差が大きくなるように設定されている。これにより、目標トルクに応じて許容トルク上限値を変化させることができると共に、目標トルクやエンジン回転速度に応じて許容トルク誤差が変化するのに対応して、許容トルク上限値を変化させることができ、許容トルク上限値を適正値に設定することができる。

また、図５に示すように、車両の各種の要求に応じた複数の要求トルクの中から選択した要求トルクを目標トルクとして設定するシステム、例えば、運転者の要求（アクセル開度）に応じた要求トルク、エンジン１１の補機類（エアコンのコンプレッサ、パワーステアリングのポンプ、オルタネータ等）からの要求に応じた要求トルク、変速機からの要求に応じた要求トルク等を算出し、これらの複数の要求トルクの中から最も小さい要求トルクを目標トルクとして設定するシステムの場合には、各種の要求に応じた要求トルク毎に許容トルク誤差を算出し、目標トルクとして選択した要求トルクに、該要求トルクに対応する許容トルク誤差を加算して許容トルク上限値を求めるようにしても良い。これにより、車両の各種の要求に応じて目標トルクや許容トルク誤差が変化するのに対応して、許容トルク上限値を変化させることが可能となり、許容トルク上限値を適正値に設定することができる。

このようにして許容トルク上限値を設定した後、図２に示すように、基本推定トルクと許容トルク上限値とを比較する。その結果、基本推定トルクが許容トルク上限値以下の場合には、非遅角判定フラグをＯＮ（オン）にセットして点火時期の要求遅角量を０に設定する。一方、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きい場合には、非遅角判定フラグをＯＦＦ（オフ）にリセットして点火時期の要求遅角量を目標トルク実現遅角量に設定する。この後、基本点火時期（例えば最適点火時期ＭＢＴ）から要求遅角量だけ遅角した要求点火時期を算出する。

これにより、基本推定トルクが許容トルク上限値以下のときには、点火時期の要求遅角量を０に設定して、点火時期を基本点火時期に保持する非点火遅角制御を実行することで、点火時期をトルク低下方向に制御することを禁止する。一方、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きいときには、点火時期の要求遅角量を目標トルク実現遅角量に設定して、点火時期を基本点火時期よりも遅角する点火遅角制御を実行することで、実トルクを低下させて目標トルクに制御する。

以下、ＥＣＵ３０が実行する図６乃至図９のトルク制御用の各ルーチンの処理内容を説明する。
図６に示すトルク制御ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいうトルク制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、アクセル開度、エンジン回転速度等に基づいて目標トルクをマップ又は数式等により算出する。この目標トルクに基づいて要求吸入空気量や要求燃料噴射量等が算出される。

この後、ステップ１０２に進み、吸入空気量、エンジン回転速度等に基づいて基本点火時期（例えば最適点火時期ＭＢＴ）における推定トルクである基本推定トルクをマップ又は数式等により算出する。

この後、ステップ１０３に進み、目標トルクを基本推定トルクで除算した値をトルク効率として算出した後、ステップ１０４に進み、トルク効率に応じた点火時期の遅角量（基本点火時期からの遅角量）をマップ又は数式等により算出することで、目標トルク実現遅角量を求める。

次のステップ１０５で、後述する図７の許容トルク算出ルーチンを実行することで、目標トルクよりも大きい許容トルク上限値（目標トルクに対する実トルクの許容範囲の上限値）を算出する。

この後、ステップ１０６に進み、基本推定トルクが許容トルク上限値以下であるか否かを判定する。その結果、基本推定トルクが許容トルク上限値以下であると判定された場合には、ステップ１０７に進み、点火時期の要求遅角量を０に設定する。

一方、上記ステップ１０６で、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きいと判定された場合には、ステップ１０８に進み、点火時期の要求遅角量を目標トルク実現遅角量に設定する。

この後、ステップ１０９に進み、吸入空気量、エンジン回転速度等に基づいて基本点火時期（例えば最適点火時期ＭＢＴ）をマップ又は数式等により算出した後、ステップ１１０に進み、基本点火時期から要求遅角量だけ遅角した要求点火時期を算出する。

以上の処理により、基本推定トルクが許容トルク上限値以下のときには、点火時期の要求遅角量を０に設定して、点火時期を基本点火時期に保持する非点火遅角制御を実行することで、点火時期をトルク低下方向に制御することを禁止する。一方、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きいときには、点火時期の要求遅角量を目標トルク実現遅角量に設定して、点火時期を基本点火時期よりも遅角する点火遅角制御を実行することで、実トルクを低下させて目標トルクに制御する。

図７に示す許容トルク算出ルーチンは、前記図６のトルク制御ルーチンのステップ１０５で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう許容トルク算出手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、ステップ２０１で、目標トルクに所定の許容トルク誤差（例えば５Ｎｍ）を加算して許容トルク上限値を求める。

尚、図７に示す許容トルク算出ルーチンに代えて、図８に示す許容トルク算出ルーチンを実行するようにしても良い。図８に示す許容トルク算出ルーチンでは、まず、ステップ３０１で、目標トルクとエンジン回転速度とに基づいて許容トルク誤差（目標トルクに対する実トルクの許容誤差）をマップ又は数式等により算出する。この後、ステップ３０２に進み、目標トルクに許容トルク誤差を加算して許容トルク上限値を求める。

或は、図７に示す許容トルク算出ルーチンに代えて、図９に示す許容トルク算出ルーチン実行するようにしても良い。図９に示す許容トルク算出ルーチンでは、まず、ステップ４０１で、車両の各種の要求に応じた複数の要求トルク、例えば、運転者の要求（アクセル開度）に応じた要求トルク、エンジン１１の補機類（エアコンのコンプレッサ、パワーステアリングのポンプ、オルタネータ等）からの要求に応じた要求トルク、変速機からの要求に応じた要求トルク等を算出した後、ステップ４０２に進み、各種の要求に応じた要求トルク毎に許容トルク誤差を算出する。

この後、ステップ４０３に進み、各種の要求に応じた複数の要求トルクの中から最も小さい要求トルクを目標トルクとして設定すると共に、目標トルクとして選択した要求トルクのアプリケーションＩＤ（識別番号）を記憶する。

この後、ステップ４０４に進み、記憶したアプリケーションＩＤに対応する許容トルク誤差を読み込むことで、目標トルクとして選択した要求トルクに対応する許容トルク誤差を読み込む。この後、ステップ４０５に進み、目標トルクとして選択した要求トルク（＝目標トルク）に、該要求トルクに対応する許容トルク誤差を加算して許容トルク上限値を求める。

以上説明した本実施例１では、基本推定トルクが許容トルク上限値以下のときには、点火時期を基本点火時期に保持する非点火遅角制御を実行することで、点火時期をトルク低下方向（遅角方向）に制御することを禁止するようにしたので、基本推定トルクが目標トルクよりも大きくなっても、基本推定トルクが許容トルク上限値以下のときには、点火時期をトルク低下方向に制御しないようにすることができる。これにより、基本推定トルクが目標トルクに対して僅かに大きくなっただけで点火時期をトルク低下方向に制御することを未然に防止することができるため、トルク発生効率の低下を抑制して燃費を向上させることができる。

次に、図１０乃至図１２を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、ＥＣＵ３０により後述する図１１及び図１２の各ルーチンを実行することで、図１０に示すように、目標トルクとエンジン回転速度とに基づいて、許容トルク誤差に相当する点火時期の遅角量（以下「許容トルク誤差相当遅角量」という）をマップ又は数式等により算出した後、目標トルク実現遅角量と許容トルク誤差相当遅角量とを比較することで、間接的に基本推定トルクと許容トルク上限値とを比較する。

その結果、目標トルク実現遅角量が許容トルク誤差相当遅角量以下の場合には、基本推定トルクが許容トルク上限値以下であると判断して、非遅角判定フラグをＯＮ（オン）にセットして点火時期の要求遅角量を０に設定する。一方、目標トルク実現遅角量が許容トルク誤差相当遅角量よりも大きい場合には、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きいと判断して、非遅角判定フラグをＯＦＦ（オフ）にリセットして点火時期の要求遅角量を目標トルク実現遅角量に設定する。

尚、図１１のルーチンは、前記実施例１で説明した図６のルーチンのステップ１０５、１０６の処理をそれぞれステップ１０５ａ、１０６ａの処理に変更したものであり、これ以外の各ステップの処理は図６と同じである。

図１１に示すトルク制御ルーチンでは、まず、目標トルクを算出すると共に、基本推定トルクを算出した後、目標トルクを基本推定トルクで除算した値をトルク効率として算出し、このトルク効率に応じた点火時期の遅角量を算出することで、目標トルク実現遅角量を求める（ステップ１０１〜１０４）。

この後、ステップ１０５ａに進み、図１２に示す許容トルク誤差相当遅角量算出ルーチンを実行する。この許容トルク誤差相当遅角量算出ルーチンでは、まず、ステップ５０１で、目標トルクとエンジン回転速度とに基づいて許容トルク誤差相当遅角量（許容トルク誤差に相当する点火時期の遅角量）をマップ又は数式等により算出する。

この後、図１１のステップ１０６ａに進み、目標トルク実現遅角量が許容トルク誤差相当遅角量以下であるか否かを判定することで、間接的に基本推定トルクが許容トルク上限値以下であるか否かを判定する。

その結果、目標トルク実現遅角量が許容トルク誤差相当遅角量以下であると判定された場合には、基本推定トルクが許容トルク上限値以下であると判断して、ステップ１０７に進み、点火時期の要求遅角量を０に設定する。

一方、上記ステップ１０６ａで、目標トルク実現遅角量が許容トルク誤差相当遅角量よりも大きいと判定された場合には、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きいと判断して、ステップ１０８に進み、点火時期の要求遅角量を目標トルク実現遅角量に設定する。

この後、基本点火時期（例えば最適点火時期ＭＢＴ）から要求遅角量だけ遅角した要求点火時期を算出する（ステップ１０９、１１０）。以上の処理により、基本推定トルクが許容トルク上限値以下のときには、点火時期の要求遅角量を０に設定して非点火遅角制御を実行することで、点火時期をトルク低下方向に制御することを禁止する。一方、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きいときには、点火時期の要求遅角量を目標トルク実現遅角量に設定して点火遅角制御を実行することで、実トルクを低下させて目標トルクに制御する。

以上説明した本実施例２においても、前記実施例１と同じ効果を得ることができる。

次に、図１３乃至図１５を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

図１５に示すように、例えば、目標トルクが緩やかに低下した後に急低下するような場合、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きくなって、非点火遅角制御から点火遅角制御に切り換える際に、点火時期を基本点火時期から要求点火時期（実トルクを目標トルクまで低下させる点火時期）へステップ的に遅角させると、実トルクが急低下して不連続となる（トルク段差が生じる）ため、非点火遅角制御から点火遅角制御への切り換え時に不快なトルクショックが発生する可能性がある。

そこで、本実施例３では、ＥＣＵ３０により後述する図１３のトルク制御ルーチンを実行することで、図１４に示すように、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きくなって、非点火遅角制御から点火遅角制御に切り換える際には、点火時期の遅角量を徐々に増加させて、点火時期を基本点火時期から徐々に遅角させることで、実トルクを緩やかに低下させるようにしている。一方、基本推定トルクが許容トルク上限値以下になって、点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際には、点火時期の遅角量を徐々に減少させて、点火時期を徐々に進角して基本点火時期に戻すことで、実トルクを緩やかに上昇させるようにしている。

図１３に示すトルク制御ルーチンでは、まず、目標トルクを算出すると共に、基本推定トルクを算出した後、目標トルクを基本推定トルクで除算した値をトルク効率として算出し、このトルク効率に応じた点火時期の遅角量を算出することで、目標トルク実現遅角量を求める（ステップ６０１〜６０４）。

この後、ステップ６０５に進み、前述した図７乃至図９のいずれかの許容トルク算出ルーチンを実行して許容トルク上限値を算出した後、ステップ６０６に進み、基本推定トルクが許容トルク上限値以下であるか否かを判定する。

その結果、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きいと判定された場合には、ステップ６０８に進み、遅角反映係数を前回値よりも所定値（例えば０．１）だけ大きくする。但し、遅角反映係数の上限側ガード値を１に設定してガード処理することで遅角反映係数の上限値を１とする。これにより、遅角反映係数が０から徐々に増加して最終的に１に維持される。

一方、上記ステップ６０６で、基本推定トルクが許容トルク上限値以下であると判定された場合には、ステップ６０７に進み、遅角反映係数を前回値よりも所定値（例えば０．１）だけ小さくする。但し、遅角反映係数の下限側ガード値を０に設定してガード処理することで遅角反映係数の下限値を０とする。これにより、遅角反映係数が１から徐々に減少して最終的に０に維持される。

この後、ステップ６０９に進み、目標トルク実現遅角量に遅角反映係数を乗算して要求遅角量を求める。この場合、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きくなって、非点火遅角制御から点火遅角制御に切り換える際には、遅角反映係数が０から徐々に増加して最終的に１に維持されるため、要求遅角量が０から徐々に増加して最終的に目標トルク実現遅角量に維持される。一方、基本推定トルクが許容トルク上限値以下になって、点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際には、遅角反映係数が１から徐々に減少して最終的に０に維持されるため、要求遅角量が目標トルク実現遅角量から徐々に減少して最終的に０に維持される。

この後、ステップ６１０に進み、基本点火時期（例えば最適点火時期ＭＢＴ）を算出した後、ステップ６１１に進み、基本点火時期から要求遅角量（＝目標トルク実現遅角量×遅角反映係数）だけ遅角した要求点火時期を算出する。

以上の処理により、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きくなって、非点火遅角制御から点火遅角制御に切り換える際には、点火時期の遅角量を徐々に増加させて、点火時期を基本点火時期から徐々に遅角させることで、実トルクを緩やかに低下させることができる。一方、基本推定トルクが許容トルク上限値以下になって、点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際には、点火時期の遅角量を徐々に減少させて、点火時期を徐々に進角して基本点火時期に戻すことで、実トルクを緩やかに上昇させることができる。これにより、非点火遅角制御から点火遅角制御への切り換え時や、点火遅角制御から非点火遅角制御への切り換え時に不快なトルクショックが発生することを防止できる。

次に、図１６乃至図１８を用いて本発明の実施例４を説明する。但し、前記実施例３と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例３と異なる部分について説明する。

図１８に示すように、例えば、目標トルクが急低下した後に緩やかに低下するような場合、基本推定トルクが許容トルク上限値以下になって、点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際に、点火時期をステップ的に進角させて基本点火時期に戻すと、実トルクが急上昇して不連続となるため、点火遅角制御から非点火遅角制御への切り換え時に不快なトルクショックが発生する可能性がある。

そこで、本実施例４では、ＥＣＵ３０により後述する図１６のトルク制御ルーチンを実行することで、図１７に示すように、基本推定トルクが許容トルク上限値以下になって、点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際に、基本推定トルクと目標トルクとの差が所定値以下になって、目標トルクが基本推定トルクに近くなってから点火時期の遅角量を減少させて点火時期を基本点火時期に戻すことで、点火時期の変化によるトルクの変化を小さくするようにしている。

尚、図１６のルーチンは、前記実施例３で説明した図１３のルーチンのステップ６０６の後にステップ６０６ａ、６０６ｂの処理を追加すると共に、ステップ６０７、６０８の処理をそれぞれステップ６０７ａ、６０８ａの処理に変更したものであり、その他のステップの処理は図１３と同じである。

図１６に示すトルク制御ルーチンでは、まず、目標トルクを算出すると共に、基本推定トルクを算出した後、目標トルクを基本推定トルクで除算した値をトルク効率として算出し、このトルク効率に応じた点火時期の遅角量を算出することで、目標トルク実現遅角量を求める（ステップ６０１〜６０４）。

この後、ステップ６０５に進み、前述した図７乃至図９のいずれかの許容トルク算出ルーチンを実行して許容トルク上限値を算出した後、ステップ６０６に進み、基本推定トルクが許容トルク上限値以下であるか否かを判定する。

その結果、基本推定トルクが許容トルク上限値よりも大きいと判定された場合には、ステップ６０８ａに進み、非遅角判定フラグをＯＦＦにリセットすると共に、遅角反映係数を前回値よりも所定値（例えば０．１）だけ大きくする。但し、遅角反映係数の上限側ガード値を１に設定してガード処理することで遅角反映係数の上限値を１とする。これにより、遅角反映係数が０から徐々に増加して最終的に１に維持される。

一方、上記ステップ６０６で、基本推定トルクが許容トルク上限値以下であると判定された場合には、ステップ６０６ａに進み、非遅角判定フラグがＯＦＦであるか否かを判定し、非遅角判定フラグがＯＦＦであると判定されれば、ステップ６０６ｂに進み、基本推定トルクと目標トルクとの差が所定値以下であるか否かを判定する。このステップ６０６ｂで、基本推定トルクと目標トルクとの差が所定値よりも大きいと判定されれば、上記ステップ６０８ａに進む。

その後、上記ステップ６０６ｂで、基本推定トルクと目標トルクとの差が所定値以下であると判定されたときに、ステップ６０７ａに進み、非遅角判定フラグをＯＮにセットすると共に、遅角反映係数を前回値よりも所定値（例えば０．１）だけ小さくする。但し、遅角反映係数の下限側ガード値を０に設定してガード処理することで遅角反映係数の下限値を０とする。これにより、遅角反映係数が１から徐々に減少して最終的に０に維持される。尚、上記ステップ６０６ａで、非遅角判定フラグがＯＮであると判定されれば、上記ステップ６０７ａに進む。

この後、目標トルク実現遅角量に遅角反映係数を乗算して要求遅角量を求めた後、基本点火時期（例えば最適点火時期ＭＢＴ）から要求遅角量（＝目標トルク実現遅角量×遅角反映係数）だけ遅角した要求点火時期を算出する（ステップ６０９〜６１１）。

以上の処理により、基本推定トルクが許容トルク上限値以下になって、点火遅角制御から非点火遅角制御に切り換える際には、基本推定トルクと目標トルクとの差が所定値以下になって、目標トルクが基本推定トルクに近くなってから点火時期の遅角量を減少させて点火時期を基本点火時期に戻すことで、点火時期の変化によるトルクの変化を小さくすることができる。これにより、点火遅角制御から非点火遅角制御への切り換え時のトルクショック防止効果を高めることができる。

尚、上記各実施例１〜４では、基本推定トルクと目標トルクとに基づいて該目標トルクを実現するように点火時期を制御するシステムに本発明を適用したが、点火時期以外のトルク調整パラメータ、例えば、燃料噴射量、吸入空気量（スロットル開度）、バルブタイミング等を制御するシステムに本発明を適用しても良い。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、３０…ＥＣＵ（トルク制御手段，許容トルク算出手段）

Claims (6)

1. 内燃機関の基本点火時期における推定トルク（以下「基本推定トルク」という）と目標トルクとに基づいて該目標トルクを実現するようにトルク調整パラメータを制御するトルク制御手段を備えた内燃機関のトルク制御装置において、
   前記目標トルクよりも大きい許容トルク上限値を算出する許容トルク算出手段を備え、 前記許容トルク算出手段は、前記目標トルクと内燃機関の回転速度とに基づいて前記許容トルク上限値を算出する手段を有し、
   前記トルク制御手段は、前記基本推定トルクが前記許容トルク上限値以下のときに前記トルク調整パラメータをトルク低下方向に制御することを禁止する手段を有することを特徴とする内燃機関のトルク制御装置。
2. 内燃機関の基本点火時期における推定トルク（以下「基本推定トルク」という）と目標トルクとに基づいて該目標トルクを実現するようにトルク調整パラメータを制御するトルク制御手段を備えた内燃機関のトルク制御装置において、
   車両の各種の要求に応じた複数の要求トルクの中から選択した要求トルクを前記目標トルクとして設定する目標トルク設定手段と、
   前記目標トルクに基づいて該目標トルクよりも大きい許容トルク上限値を算出する許容トルク算出手段とを備え、
   前記許容トルク算出手段は、前記目標トルク設定手段により前記目標トルクとして選択した要求トルクと、該要求トルクに対応する許容トルク誤差とに基づいて前記許容トルク上限値を算出する手段を有し、
   前記トルク制御手段は、前記基本推定トルクが前記許容トルク上限値以下のときに前記トルク調整パラメータをトルク低下方向に制御することを禁止する手段を有することを特徴とする内燃機関のトルク制御装置。
3. 前記トルク制御手段は、前記基本推定トルクが前記許容トルク上限値以下のときに前記トルク調整パラメータとして点火時期を前記基本点火時期に保持する非点火遅角制御を実行することで点火時期をトルク低下方向に制御することを禁止する手段と、前記基本推定トルクが前記許容トルク上限値よりも大きいときに点火時期を前記基本点火時期よりも遅角する点火遅角制御を実行する手段とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のトルク制御装置。
4. 内燃機関の基本点火時期における推定トルク（以下「基本推定トルク」という）と目標トルクとに基づいて該目標トルクを実現するようにトルク調整パラメータを制御するトルク制御手段を備えた内燃機関のトルク制御装置において、
   前記目標トルクに基づいて該目標トルクよりも大きい許容トルク上限値を算出する許容トルク算出手段を備え、
   前記トルク制御手段は、前記基本推定トルクが前記許容トルク上限値以下のときに前記トルク調整パラメータとして点火時期を前記基本点火時期に保持する非点火遅角制御を実行することで点火時期をトルク低下方向に制御することを禁止する手段と、前記基本推定トルクが前記許容トルク上限値よりも大きいときに点火時期を前記基本点火時期よりも遅角する点火遅角制御を実行する手段と、前記点火遅角制御から前記非点火遅角制御に切り換える際に前記基本推定トルクと前記目標トルクとの差が所定値以下になってから点火時期の遅角量を減少させて点火時期を基本点火時期に戻す手段とを有することを特徴とする内燃機関のトルク制御装置。
5. 前記トルク制御手段は、前記非点火遅角制御から前記点火遅角制御に切り換える際に点火時期の遅角量を徐々に増加させる手段を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関のトルク制御装置。
6. 前記トルク制御手段は、前記点火遅角制御から前記非点火遅角制御に切り換える際に点火時期の遅角量を徐々に減少させる手段を有することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の内燃機関のトルク制御装置。

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