JP4274643B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に車両に搭載された内燃機関の加速時における目標トルクを制御するための制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の制御装置として、例えば特開平５−１３３２５７号公報に開示されたものが知られている。この制御装置では、検出されたエンジン回転数とアクセル操作量に応じて要求トルクＴを演算し、演算した要求トルクＴの今回値Ｔｉと前回値Ｔｉ−１との差分から、エンジンの加減速状態を判別する。エンジンが加速状態にないと判別したときには、目標トルクＴ’を今回の要求トルク値Ｔｉとする（Ｔ’＝Ｔｉ）一方、加速状態と判別したときには、要求トルクＴをなまし値ＤＴＳＥＴで「なます」ことによって目標トルクＴ’を算出する。このなまし値ＤＴＳＥＴは、燃料カット状態からの加速時には、加速状態への移行後、所定時間が経過するまでは、より小さな一定の基準値ＤＴＳＥＴ０に設定され、所定時間が経過した後は、より大きな一定の基準値ＤＴＳＥＴ１に切り替えて設定される。そして、このように設定されたなまし値ＤＴＳＥＴを、前回の要求トルク値Ｔｉ−１に加算することによって、目標トルクＴ’を算出する（Ｔ’＝Ｔｉ−１＋ＤＴＳＥＴ）。
【０００３】
上記のように算出した目標トルクＴ’は目標スロットル弁開度に変換され、スロットル弁の開度が、この目標スロットル弁開度になるように駆動制御される。以上の制御により、この制御装置では、燃料カット状態からの加速時の初期には、要求トルクのなまし度合を大きくすることで、運転性を確保するとともに、その後はなまし度合を小さくすることで、加速応答性を確保するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の制御装置では、エンジンが加速状態にあると判別されたときに、加速の全期間を通じて常に、一定値であるなまし値ＤＴＳＥＴを加算することにより要求トルクＴのなましを行うため、ドライバーの要求に応じた十分な加速応答性を得ることができず、特になまし度合の大きい加速初期に、加速のもたつき感となって現れてしまうという欠点がある。また、この制御装置では、目標トルクＴ’が、加速時には、前回の要求トルク値Ｔｉ−１となまし値ＤＴＳＥＴとの和として設定され（Ｔ’＝Ｔｉ−１＋ＤＴＳＥＴ）、加速時以外では、今回の要求トルク値Ｔｉとして設定される（Ｔ’＝Ｔｉ）というように、基本的には、エンジン回転数とアクセル操作量から直接、決定される要求トルクＴが、目標トルクＴ’の基本値になっている。このため、アクセル操作の若干の変化に対しても、この基本値が過敏に変化し、これに伴い目標トルクＴ’も変化しやすいことで、車両の挙動が不安定になりやすく、特にアクセルの全開および全閉が繰り返されるような場合には、運転性が悪化するという欠点もある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、加速時において、目標トルクを適切に設定することにより良好な応答性および運転性を確保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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、運転状態に応じて目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定するとともに、設定された目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧに基づいてトルク制御を行う内燃機関の制御装置であって、機関回転数ＮＥを検出する回転数検出手段（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク角センサ１０）と、アクセル開度ＡＰを検出するアクセル開度検出手段（アクセルペダルセンサ１１）と、回転数検出手段およびアクセル開度検出手段の検出結果に応じ、要求トルクＰＭＥＭＡＰを算出する要求トルク算出手段（ＥＣＵ２、図２のステップ４）と、算出された要求トルクＰＭＥＭＡＰを平滑化する要求トルク平滑化手段（ＥＣＵ２、図２のステップ５）と、要求トルク算出手段により今回算出された今回要求トルクＰＭＥＭＡＰｎと、要求トルク平滑化手段により平滑化された平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとを比較することにより、加速状態にあるか否かを判別する加速判別手段（ＥＣＵ２、図３のステップ３２）と、この加速判別手段により加速状態と判別されたときに、今回要求トルクＰＭＥＭＡＰｎと平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとの差分値ＤＰＭＳＰＵＰに応じて、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを算出する加速アシスト量算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ３５および図４のステップ４０）と、平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを加算することにより、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定する目標トルク設定手段（ＥＣＵ２、図２のステップ８）と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の制御装置によれば、要求トルク算出手段が、検出された機関回転数およびアクセル開度に応じて、要求トルクを算出するとともに、要求トルク平滑化手段が、算出された要求トルクを平滑化することで、平滑化後要求トルクを求める。また、加速判別手段は、今回算出された今回要求トルクと平滑化後要求トルクとを比較することにより、加速状態にあるか否かを判別する。そして、加速状態と判別されたとき、加速アシスト量算出手段が、今回要求トルクと平滑化後要求トルクとの差分値に応じて、加速アシスト量を算出するとともに、目標トルク設定手段が、この加速アシスト量を平滑化後要求トルクに加算することにより、目標トルクを設定する。
【０００８】
以上のように、本発明の制御装置では、今回要求トルクと平滑化後要求トルクとを比較することで加速状態を判別するとともに、両者の差分値に応じて加速アシスト量を算出し、これを加算して目標トルクを設定する。したがって、ドライバーの加速要求をリアルタイムに反映させながら、加速度合に応じた適切な加速アシスト量を要求トルクとして付加できるので、良好な加速応答性を確保でき、加速時のもたつき感を解消することができる。また、この加速アシスト量が加算される、目標トルクの基本値として、機関回転数およびアクセル開度に応じて直接、算出した要求トルクではなく、これらを平滑化した平滑化後要求トルクを採用しているので、目標トルクの基本値がアクセル操作の変化に対して過敏に変化することがなくなることにより、車両の挙動を安定化させることができ、したがって、良好な運転性を確保することができる。
【０００９】
この場合、加速アシスト量算出手段は、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを、加速状態の開始時に漸増し且つ終了時に漸減するように算出する（図４のステップ３９、４０および４６、図８および図９）ことが好ましい。
【００１０】
この構成では、加速アシスト量が、加速状態の開始時に漸増するとともに、終了時には漸減する。したがって、目標トルクを急激に変化させることなく、加速運転を円滑に開始および終了させることができるので、アクセルの全開および全閉が繰り返されるような場合でも、車両の挙動を安定化させ、良好な運転性を確保することができる。
【００１１】
これらの場合、トランスミッションの変速比を検出する変速比検出手段（ギア段センサ１３）をさらに備え、加速アシスト量算出手段は、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを、変速比検出手段で検出された変速比ＮＧＲが小さいほど、より大きくなるように算出する（図３のステップ３６および図４のステップ４０、図７）ことが好ましい。
【００１２】
一般に、加速時に要求されるトルクは、変速比が小さいほどより大きくなる。したがって、上記の構成により、加速アシスト量を、検出された変速比が小さいほど、より大きくなるように算出することによって、そのときの変速比に応じた良好な加速応答性を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図１は、本発明を適用した制御装置の概略構成を示している。同図に示すように、この制御装置１は、ＥＣＵ（要求トルク算出手段、要求トルク平滑化手段、加速判別手段、加速アシスト量算出手段、目標トルク設定手段）２を備えており、ＥＣＵ２は、後述するように、内燃機関４（以下「エンジン４」という）のトルク制御を実行する。
【００１４】
エンジン４は、図示しない車両（マニュアル・トランスミッション車（ＭＴ車））に搭載された、例えば直列４気筒タイプのガソリンエンジンであり（１気筒のみ図示）、ピストン４ｂとシリンダ４ａのシリンダヘッド４ｄとの間に、燃焼室４ｃが形成されている。シリンダヘッド４ｄには、燃料噴射弁５（以下「インジェクタ５」という）および点火プラグ６が、燃焼室４ｃに臨むように取り付けられている。すなわち、このエンジン４は、燃料を燃焼室４ｃ内に直接、噴射する直噴式のものである。
【００１５】
インジェクタ５は、ＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２からの駆動信号によって、燃料噴射時間すなわち燃料供給量と燃料噴射タイミングが制御される。また、点火プラグ６は、点火コイル６ａを介してＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２からの駆動信号によって、点火コイル６ａから点火時期に応じたタイミングで高電圧が加えられることにより、放電することで、燃焼室４ｃに供給された混合気が燃焼する。
【００１６】
そして、エンジン４は、その運転状態に応じて、インジェクタ５の燃料噴射の時間およびタイミングと点火プラグ６の点火時期が、ＥＣＵ２で制御されることによって、成層燃焼モードと均一燃焼モードに切り換えて運転される。成層燃焼モードは、主にアイドル運転などの低負荷運転時に実行され、インジェクタ５による燃料噴射タイミングを圧縮行程後半とするとともに、混合気を燃焼室４ｃ内の点火プラグ６の付近に偏在させながら、極リーンな状態で成層燃焼を行う。一方、均一燃焼モードは、主に高負荷運転時に実行され、燃料噴射タイミングを吸気行程前半とするとともに、混合気を燃焼室４ｃ内に均一に分散させながら、成層燃焼よりもリッチな状態で均一燃焼させる。
【００１７】
また、エンジン４の吸気管７の途中には、スロットル弁８が取り付けられており、このスロットル弁８には、その開度（スロットル弁開度）を制御するためのステッピングモータ９が連結されている。ステッピングモータ９は、ＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２からの駆動パルス信号によって、スロットル弁開度、すなわち吸気管７を介して燃焼室４ｃに供給される吸入空気量を調節する。
【００１８】
また、エンジン４には、クランク角センサ１０（回転数検出手段）が設けられている。クランク角センサ１０は、クランクシャフト４ｅに取り付けられたマグネットロータ１０ａとＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト４ｅの回転に伴い、所定のクランク角（例えば１度）ごとに、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３のエンジン回転数ＮＥ（機関回転数）を求める。また、クランク角センサ１０は、ＴＤＣ信号を出力する。このＴＤＣ信号は、エンジン４のピストン４ｂが各気筒において吸入行程開始時の上死点付近にあることを表すパルス信号であり、４気筒タイプである本例では、クランク角１８０度ごとに１回、出力される。
【００１９】
さらに、ＥＣＵ２には、アクセルペダルセンサ１１、車速センサ１２、ギア段センサ１３およびクラッチスイッチ１４が接続されている。アクセルペダルセンサ１１（アクセル開度検出手段）は、図示しないアクセルペダルの操作量（以下「アクセル開度ＡＰ」という）を検出し、その検出信号ＡＰをＥＣＵ２に出力する。車速センサ１２は、車両の走行速度（車速ＶＰ）を検出するものであり、その車軸に取り付けられたマグネットロータとＭＲＥピックアップで構成されている（いずれも図示せず）。ギア段センサ１３（変速比検出手段）は、例えばシフトレバーの位置に設けられ、トランスミッションのギア段ＮＧＲを検出するものであり、例えば５段変速の場合には、現在選択されているギア段が１速〜５速のいずれであるかを表す検出信号ＮＧＲをＥＣＵ２に出力する。また、クラッチスイッチ１４は、図示しないクラッチの接続状態を検出するものであり、検出信号ＳＷ＿ＣＬＵＣＨとして、クラッチペダル（図示せず）が所定量以上、踏み込まれているときに「０」信号を、踏み込まれていないときに「１」信号を、ＥＣＵ２に出力する。
【００２０】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェースなどから成るマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されている。前述したセンサ１０〜１３およびクラッチスイッチ１４の検出信号はそれぞれ、入力インターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムやテーブルなどに従って、エンジン４の運転状態を判別するとともに、判別された運転状態に応じて、エンジン４の制御内容を決定し、その結果に基づく駆動信号を、出力インターフェースを介して出力することによって、エンジン４の運転を制御する。
【００２１】
より具体的には、ＣＰＵは、判別したエンジン４の運転状態に応じて、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定し、設定した目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧに基づく駆動信号をステッピングモータ９に出力することによって、スロットル弁開度を制御する。また、ＣＰＵは、エンジン４の運転状態に応じ、成層燃焼モードおよび均一燃焼モードのいずれで運転するかを決定するとともに、その結果に従って、インジェクタ５の燃料噴射時間および燃料噴射タイミングならびに点火プラグ６の点火時期を演算し、それらの演算結果に基づく駆動信号を、インジェクタ５および点火コイル６ａにそれぞれ出力することにより、これらを制御する。
【００２２】
図２は、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定するための制御プログラムのメインルーチンを示すフローチャートである。本プログラムは、ＥＣＵ２のＣＰＵにより、所定の時間間隔ごとに実行される。
【００２３】
本プログラムではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示する。以下同じ）において、エンジン４がアイドル発進モードにあるか否かを判別する。ここで、アイドル発進モードとは、アイドル運転状態からのクラッチの接続操作のみによる発進状態をいう。この判別は、次の条件、すなわちエンジン４がアイドル運転状態にあること、車速ＶＰが所定車速Ｘ＿ＶＰＩＳ（例えば５ｋｍ／ｈ）以下であること、クラッチスイッチ１４の検出信号ＳＷ＿ＣＬＵＣＨ＝０すなわちクラッチペダルが踏み込まれていること、およびエンジン回転数ＮＥが通常のアイドル回転数よりも低い所定回転数ＮＥＩＤＳＴ（例えば５００ｒｐｍ）以下であることという条件が、すべて成立しているか否かによって行われる。
【００２４】
ステップ１の答がＹＥＳ、すなわちエンジン４がアイドル発進モードにあるときには、ステップ２に進み、アイドル発進モード処理を実行する。詳細は省略するが、このアイドル発進モード処理では、要求トルクとして、アイドル発進時要求トルクＰＭＥＣＥＩＤＬをエンジン回転数ＮＥに応じて設定するとともに、エンジン４の運転モードを理論空燃比による均一燃焼モードにセットする。次いで、ステップ２で設定したアイドル発進時要求トルクＰＭＥＣＥＩＤＬを、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧとして設定し（ステップ３）、本プログラムを終了する。この処理により、アイドル発進モード時のエンジンストールが抑制されるとともに、アイドル発進モード終了以降の発進タフネスが確保される。
【００２５】
一方、前記ステップ１の答がＮＯ、すなわちエンジン４がアイドル発進モードにないときには、ステップ４以降に進み、アイドル発進モード処理以外の処理を実行する。
【００２６】
まず、ステップ４では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、ＲＯＭに記憶された要求トルクマップ（図示せず）を検索することによって、要求トルクＰＭＥＭＡＰを求める。次いで、ステップ５に進み、要求トルクＰＭＥＭＡＰの平滑化処理を行う。詳細は省略するが、この平滑化処理では、要求トルクの今回値ＰＭＥＭＡＰｎを含み、今回以前に検索され、ＲＡＭに記憶されている所定数の要求トルクＰＭＥＭＡＰを加算平均することによって、平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸを算出する。平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸを、このように過去の所定数の要求トルクＰＭＥＭＡＰの平均値として求めるとともに、後述するように、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定する際の基本値とすることによって、要求トルクの変化に対する運転性が適切に確保される。
【００２７】
次いで、ステップ６に進み、本発明に係る加速モード処理を実行する。図３および図４は、この加速モード処理のサブルーチンを示している。まず、加速モードフラグの今回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎを前回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎ−１とする（ステップ３１）。この加速モードフラグＦ＿ＰＭＳＰＵＰは、次のステップ３２で実行される加速モード判別処理において、エンジン４が加速モードにあると判別されたときに、「１」にセットされるものである。
【００２８】
図５は、この加速モード判別処理のサブルーチンを示している。まず、図２のステップ４で求めた要求トルクの今回値ＰＭＥＭＡＰｎと、ステップ５で算出した平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとの差分値ＤＰＭＳＰＵＰ（以下「要求トルク差分値」という）を求める（ステップ５１）。次いで、この要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰ≧０であるか否かを判別する（ステップ５２）。ＤＰＭＳＰＵＰ≧０のときには、この差分値をそのまま要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰとして設定する（ステップ５３）一方、ＤＰＭＳＰＵＰ＜０のときには、要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰを値「０」に設定した（ステップ５４）後、ステップ５５に進む。
【００２９】
このステップ５５では、要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰがその所定値ＤＰＭＳＰＵＰＸよりも大きいか否かを判別する。この答がＹＥＳ（ＤＰＭＳＰＵＰ＞ＤＰＭＳＰＵＰＸ）のときには、エンジン４が加速モードにあるとして、加速モードフラグＦ＿ＰＭＳＰＵＰを「１」にセットする（ステップ５６）一方、ＮＯ（ＤＰＭＳＰＵＰ≦ＤＰＭＳＰＵＰＸ）のときには、エンジン４が加速モードにないとして、加速モードフラグＦ＿ＰＭＳＰＵＰを「０」にセットし（ステップ５７）、加速モード判別処理を終了する。なお、上記所定値ＤＰＭＳＰＵＰＸはヒステリシス付きのものであり、それにより、加速モード判別およびその結果に基づく後述する加速モード処理制御のハンチングが防止される。
【００３０】
図３に戻り、上述した加速モード判別処理に続くステップ３３では、加速モード判別処理でセットされた加速モードフラグＦ＿ＰＭＳＰＵＰが値「１」であるか否を判別する。この答がＹＥＳのときには、今回のループが加速モードにあるとして、加速モードフラグの今回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎを「１」にセットした（ステップ３４）後、ステップ３５以降で加速モード処理を実行する。
【００３１】
ステップ３５では、加速モード判別処理で求めた要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰに応じ、ＲＯＭに記憶されたテーブルを検索することによって、加速アシスト量の基本値ＰＭＥＡＤＤを求める。図６は、このＤＰＭＳＰＵＰ−ＰＭＥＡＤＤテーブルの一例を示しており、基本値ＰＭＥＡＤＤは、要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰが大きいほど、より大きくなるように設定されている。前述したように、要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰは、要求トルクの今回値ＰＭＥＭＡＰｎと平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとの差分であるので、加速アシスト量の基本値ＰＭＥＡＤＤを上記のように設定することによって、加速アシスト量を加速の度合に応じた適切な値にリアルタイムに設定することができる。
【００３２】
次いで、ギア段センサ１３で検出されたギア段ＮＧＲに応じ、ＲＯＭに記憶されたテーブルを検索することによって、加速アシスト量のギア段補正係数ＫＡＣＣＧＲを求める。図７は、このテーブルの一例を示しており、その横軸ＮＧＲｉ（ｉ＝１〜５）は、ギア段がそれぞれ１速〜５速であることを表している。同図に示すように、このテーブルでは、ギア段補正係数ＫＡＣＣＧＲは、ギア段ごとに設定されており、ギア段が３速のときに値１．０であり、ギア段が高いほどより大きくなるように設定されている。
【００３３】
次に、加速モードフラグの前回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎ−１が値「０」であるか否を判別する（ステップ３７）。この答がＹＥＳのときには、今回のループが加速モードに移行した最初のループであるとして、アップタイマであるタイマＴＭＳＰＵＰをスタートさせる（ステップ３８）一方、答がＮＯのときには、今回のループが加速モードへ移行後の２回目以降のループであるとして、ステップ３８をスキップし、ステップ３９に進む。すなわち、タイマＴＭＳＰＵＰのタイマ値は、加速モードへ移行した後の経過時間を表す。
【００３４】
次いで、ステップ３９では、タイマＴＭＳＰＵＰのタイマ値に応じ、ＲＯＭに記憶されたアシスト開始テーブルを検索することによって、加速アシスト量の時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰを求める。図８は、このアシスト開始テーブルの一例を示しており、時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰは、その初期値ＫＤＰＭＳＰＵＰＳｏが値０よりも大きな所定値に設定され、タイマ値ＴＭＳＰＵＰが増大するにつれて、すなわち加速モードへの移行後、時間が経過するにつれて、漸増するとともに、タイマ値ＴＭＳＰＵＰが所定値ＴＭＳＰＵＰＲＥＦ以上では、すなわち加速モードへの移行後、所定時間が経過した後は、１．０に設定されている。
【００３５】
次に、ステップ３５で求めた基本値ＰＭＥＡＤＤに、ステップ３６、３９でそれぞれ求めたギア段補正係数ＫＡＣＣＧＲおよび時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰを乗算することによって、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを算出する（ステップ４０）。最後に、この加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰに対してリミット処理を行い（ステップ４１）、その値が所定の上限値以下になるように規制して、本プログラムを終了する。
【００３６】
一方、前記ステップ３３の答がＮＯ、すなわち加速モード判別処理で加速モードフラグＦ＿ＰＭＳＰＵＰが「０」にセットされているときには、今回のループが加速モードにないとして、加速モードフラグの今回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎを「０」にセットした（ステップ４２）後、ステップ４３以降で加速モードの終了処理を実行する。
【００３７】
まず、ステップ４３では、加速モードフラグの前回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎ−１が値「０」であるか否を判別する。この答がＮＯのときには、今回のループが加速モードを離脱した最初のループであるとして、タイマＴＭＳＰＵＰをスタートさせ（ステップ４４）、答がＹＥＳのときには、加速モードから離脱後の２回目以降のループであるとして、ステップ４４をスキップし、ステップ４５に進む。
【００３８】
このステップ４５では、タイマＴＭＳＰＵＰのタイマ値がその所定値ＴＤＳＰＵＰｏｆ以下であるか否かを判別する。この答がＹＥＳ、すなわち加速モードを離脱した後、所定時間が経過していないときには、このタイマ値ＴＭＳＰＵＰに応じ、ＲＯＭに記憶されたアシスト終了テーブルを検索することにより、加速モード終了時の時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰを求める。図９は、このアシスト終了テーブルの一例を示しており、この場合の時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰは、その初期値ＫＤＰＭＳＰＵＰＥｏが１．０よりも小さな所定値に設定されるとともに、タイマ値ＴＭＳＰＵＰが増大するにつれて、すなわち加速モードからの離脱後、時間が経過するにつれて、漸減するように設定されている。次いで、前記ステップ４０、４１に進み、上記ステップ４６で求めた時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰを用いて、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを算出するとともに、そのリミット処理を行い、本プログラムを終了する。
【００３９】
一方、前記ステップ４５の答がＮＯ、すなわちタイマ値ＴＭＳＰＵＰが所定値ＴＤＳＰＵＰｏｆを上回り、加速モードからの離脱後、所定時間が経過した後は、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを値０に設定し（ステップ４７）、本プログラムを終了する。図２のステップ６の加速モード処理は、以上のように実行される。
【００４０】
図２に戻り、上述した加速モード処理に続くステップ７では、発進モード処理を行う。詳細は省略するが、この発進モード処理では、クラッチがすで接続されており（ＳＷ＿ＣＬＵＣＨ＝１）かつ車速ＶＰが所定値以下であるときに、エンジン４が発進モードにあると判別するとともに、そのときのエンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、発進アシスト量ＰＭＣＤＳＴＲＴを算出する。このようにして求めた発進アシスト量ＰＭＣＤＳＴＲＴは、後述するように、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定する際に、平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに加算される。これにより、ドライバーの意志を反映した十分なトルクが付加され、発進のもたつきが解消される。
【００４１】
次いで、ステップ５の平滑化処理で求めた平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに、ステップ６の加速モード処理で求めた加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰ、およびステップ７の発進モード処理で求めた発進アシスト量ＰＭＣＤＳＴＲＴを加算することによって、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを算出し（ステップ８）、本プログラムを終了する。
【００４２】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて求めた今回要求トルクＰＭＥＭＡＰｎと今回以前の平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとを比較することで、加速状態を判別する。また、両者の差分値である要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰに応じて、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰの基本値ＰＭＥＡＤＤを算出し（図６）、この加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを加算することによって、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定する。したがって、ドライバーの加速要求をリアルタイムに反映させながら、加速度合に応じた適切な加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを要求トルクとして付加できるので、良好な加速応答性を確保でき、加速時のもたつき感を解消することができる。
【００４３】
また、この加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰが加算される、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧの基本値として、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて直接、算出した要求トルクＰＭＥＭＡＰではなく、これらを平滑化した平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸを採用している。その結果、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧの基本値がアクセル操作の変化に対して過敏に変化することがなくなることにより、車両の挙動を安定化させることができ、したがって、良好な運転性を確保することができる。
【００４４】
さらに、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰは、時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰ（図８および図９）の補正により、加速モードの開始時に漸増するとともに終了時に漸減するように、設定される。したがって、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを急激に変化させることなく、加速運転を円滑に開始および終了させることができるので、アクセルの全開および全閉が繰り返されるような場合でも、車両の挙動を安定化させ、良好な運転性を確保することができる。
【００４５】
また、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを、ギア段補正係数ＫＡＣＣＧＲ（図７）の補正により、選択されているギア段が高いほど、すなわち変速比が小さいほど、より大きくなるように設定するので、そのときのギア段に応じた良好な加速応答性を得ることができる。
【００４６】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、成層燃焼モードと均一燃焼モードに切り替えて運転される直噴式エンジンに本発明を適用した例であるが、本発明は、他のタイプのエンジンにも、もちろん適用可能である。また、図６〜図９に示したテーブルは、あくまで例示であり、適宜、変更することが可能である。例えば、本発明は、トランスミッションが無段変速式の場合にも適用することが可能であり、その場合、図７に相当する補正係数を、変速比に対して無段階に変化するように設定してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の内燃機関の制御装置は、加速時において、目標トルクを適切に設定することにより良好な応答性および運転性を確保することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の制御装置により実行される、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定するための制御プログラムのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図２の加速モード処理のサブルーチンの一部を示すフローチャートである。
【図４】図３のサブルーチンの残りの部分を示すフローチャートである。
【図５】図３の加速モード判別処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰ−加速アシスト量の基本値ＰＭＥＡＤＤテーブルの一例を示す図である。
【図７】ギア段ＮＧＲ−ギア段補正係数ＫＡＣＣＧＲテーブルの一例を示す図である。
【図８】アシスト開始テーブルの一例を示す図である。
【図９】アシスト終了テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（要求トルク算出手段、要求トルク平滑化手段、加速判別手段、加速アシスト量算出手段、目標トルク設定手段）４ エンジン（内燃機関）
８ スロットル弁
１０ クランク角センサ（回転数検出手段）
１１ アクセルペダルセンサ（アクセル開度検出手段）
ＮＥ エンジン回転数（機関回転数）
ＡＰ アクセルペダル開度
ＰＭＥＭＡＰ 要求トルク
ＰＭＣＤＴＭＰＸ 平滑化後要求トルク
ＤＰＭＳＰＵＰ 要求トルク差分値（差分値）
ＰＭＣＤＳＰＵＰ 加速アシスト量
ＰＭＣＭＤＲＥＧ 目標トルク
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に車両に搭載された内燃機関の加速時における目標トルクを制御するための制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の制御装置として、例えば特開平５−１３３２５７号公報に開示されたものが知られている。この制御装置では、検出されたエンジン回転数とアクセル操作量に応じて要求トルクＴを演算し、演算した要求トルクＴの今回値Ｔｉと前回値Ｔｉ−１との差分から、エンジンの加減速状態を判別する。エンジンが加速状態にないと判別したときには、目標トルクＴ’を今回の要求トルク値Ｔｉとする（Ｔ’＝Ｔｉ）一方、加速状態と判別したときには、要求トルクＴをなまし値ＤＴＳＥＴで「なます」ことによって目標トルクＴ’を算出する。このなまし値ＤＴＳＥＴは、燃料カット状態からの加速時には、加速状態への移行後、所定時間が経過するまでは、より小さな一定の基準値ＤＴＳＥＴ０に設定され、所定時間が経過した後は、より大きな一定の基準値ＤＴＳＥＴ１に切り替えて設定される。そして、このように設定されたなまし値ＤＴＳＥＴを、前回の要求トルク値Ｔｉ−１に加算することによって、目標トルクＴ’を算出する（Ｔ’＝Ｔｉ−１＋ＤＴＳＥＴ）。
【０００３】
上記のように算出した目標トルクＴ’は目標スロットル弁開度に変換され、スロットル弁の開度が、この目標スロットル弁開度になるように駆動制御される。以上の制御により、この制御装置では、燃料カット状態からの加速時の初期には、要求トルクのなまし度合を大きくすることで、運転性を確保するとともに、その後はなまし度合を小さくすることで、加速応答性を確保するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の制御装置では、エンジンが加速状態にあると判別されたときに、加速の全期間を通じて常に、一定値であるなまし値ＤＴＳＥＴを加算することにより要求トルクＴのなましを行うため、ドライバーの要求に応じた十分な加速応答性を得ることができず、特になまし度合の大きい加速初期に、加速のもたつき感となって現れてしまうという欠点がある。また、この制御装置では、目標トルクＴ’が、加速時には、前回の要求トルク値Ｔｉ−１となまし値ＤＴＳＥＴとの和として設定され（Ｔ’＝Ｔｉ−１＋ＤＴＳＥＴ）、加速時以外では、今回の要求トルク値Ｔｉとして設定される（Ｔ’＝Ｔｉ）というように、基本的には、エンジン回転数とアクセル操作量から直接、決定される要求トルクＴが、目標トルクＴ’の基本値になっている。このため、アクセル操作の若干の変化に対しても、この基本値が過敏に変化し、これに伴い目標トルクＴ’も変化しやすいことで、車両の挙動が不安定になりやすく、特にアクセルの全開および全閉が繰り返されるような場合には、運転性が悪化するという欠点もある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、加速時において、目標トルクを適切に設定することにより良好な応答性および運転性を確保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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、運転状態に応じて目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定するとともに、設定された目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧに基づいてトルク制御を行う内燃機関の制御装置であって、機関回転数ＮＥを検出する回転数検出手段（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク角センサ１０）と、アクセル開度ＡＰを検出するアクセル開度検出手段（アクセルペダルセンサ１１）と、回転数検出手段およびアクセル開度検出手段の検出結果に応じ、要求トルクＰＭＥＭＡＰを算出する要求トルク算出手段（ＥＣＵ２、図２のステップ４）と、算出された要求トルクＰＭＥＭＡＰを平滑化する要求トルク平滑化手段（ＥＣＵ２、図２のステップ５）と、要求トルク算出手段により今回算出された今回要求トルクＰＭＥＭＡＰｎと、要求トルク平滑化手段により平滑化された平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとを比較することにより、加速状態にあるか否かを判別する加速判別手段（ＥＣＵ２、図３のステップ３２）と、この加速判別手段により加速状態と判別されたときに、今回要求トルクＰＭＥＭＡＰｎと平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとの差分値ＤＰＭＳＰＵＰに応じて、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを算出する加速アシスト量算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ３５および図４のステップ４０）と、平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを加算することにより、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定する目標トルク設定手段（ＥＣＵ２、図２のステップ８）と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の制御装置によれば、要求トルク算出手段が、検出された機関回転数およびアクセル開度に応じて、要求トルクを算出するとともに、要求トルク平滑化手段が、算出された要求トルクを平滑化することで、平滑化後要求トルクを求める。また、加速判別手段は、今回算出された今回要求トルクと平滑化後要求トルクとを比較することにより、加速状態にあるか否かを判別する。そして、加速状態と判別されたとき、加速アシスト量算出手段が、今回要求トルクと平滑化後要求トルクとの差分値に応じて、加速アシスト量を算出するとともに、目標トルク設定手段が、この加速アシスト量を平滑化後要求トルクに加算することにより、目標トルクを設定する。
【０００８】
以上のように、本発明の制御装置では、今回要求トルクと平滑化後要求トルクとを比較することで加速状態を判別するとともに、両者の差分値に応じて加速アシスト量を算出し、これを加算して目標トルクを設定する。したがって、ドライバーの加速要求をリアルタイムに反映させながら、加速度合に応じた適切な加速アシスト量を要求トルクとして付加できるので、良好な加速応答性を確保でき、加速時のもたつき感を解消することができる。また、この加速アシスト量が加算される、目標トルクの基本値として、機関回転数およびアクセル開度に応じて直接、算出した要求トルクではなく、これらを平滑化した平滑化後要求トルクを採用しているので、目標トルクの基本値がアクセル操作の変化に対して過敏に変化することがなくなることにより、車両の挙動を安定化させることができ、したがって、良好な運転性を確保することができる。
【０００９】
この場合、加速アシスト量算出手段は、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを、加速状態の開始時に漸増し且つ終了時に漸減するように算出する（図４のステップ３９、４０および４６、図８および図９）ことが好ましい。
【００１０】
この構成では、加速アシスト量が、加速状態の開始時に漸増するとともに、終了時には漸減する。したがって、目標トルクを急激に変化させることなく、加速運転を円滑に開始および終了させることができるので、アクセルの全開および全閉が繰り返されるような場合でも、車両の挙動を安定化させ、良好な運転性を確保することができる。
【００１１】
これらの場合、トランスミッションの変速比を検出する変速比検出手段（ギア段センサ１３）をさらに備え、加速アシスト量算出手段は、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを、変速比検出手段で検出された変速比ＮＧＲが小さいほど、より大きくなるように算出する（図３のステップ３６および図４のステップ４０、図７）ことが好ましい。
【００１２】
一般に、加速時に要求されるトルクは、変速比が小さいほどより大きくなる。したがって、上記の構成により、加速アシスト量を、検出された変速比が小さいほど、より大きくなるように算出することによって、そのときの変速比に応じた良好な加速応答性を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図１は、本発明を適用した制御装置の概略構成を示している。同図に示すように、この制御装置１は、ＥＣＵ（要求トルク算出手段、要求トルク平滑化手段、加速判別手段、加速アシスト量算出手段、目標トルク設定手段）２を備えており、ＥＣＵ２は、後述するように、内燃機関４（以下「エンジン４」という）のトルク制御を実行する。
【００１４】
エンジン４は、図示しない車両（マニュアル・トランスミッション車（ＭＴ車））に搭載された、例えば直列４気筒タイプのガソリンエンジンであり（１気筒のみ図示）、ピストン４ｂとシリンダ４ａのシリンダヘッド４ｄとの間に、燃焼室４ｃが形成されている。シリンダヘッド４ｄには、燃料噴射弁５（以下「インジェクタ５」という）および点火プラグ６が、燃焼室４ｃに臨むように取り付けられている。すなわち、このエンジン４は、燃料を燃焼室４ｃ内に直接、噴射する直噴式のものである。
【００１５】
インジェクタ５は、ＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２からの駆動信号によって、燃料噴射時間すなわち燃料供給量と燃料噴射タイミングが制御される。また、点火プラグ６は、点火コイル６ａを介してＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２からの駆動信号によって、点火コイル６ａから点火時期に応じたタイミングで高電圧が加えられることにより、放電することで、燃焼室４ｃに供給された混合気が燃焼する。
【００１６】
そして、エンジン４は、その運転状態に応じて、インジェクタ５の燃料噴射の時間およびタイミングと点火プラグ６の点火時期が、ＥＣＵ２で制御されることによって、成層燃焼モードと均一燃焼モードに切り換えて運転される。成層燃焼モードは、主にアイドル運転などの低負荷運転時に実行され、インジェクタ５による燃料噴射タイミングを圧縮行程後半とするとともに、混合気を燃焼室４ｃ内の点火プラグ６の付近に偏在させながら、極リーンな状態で成層燃焼を行う。一方、均一燃焼モードは、主に高負荷運転時に実行され、燃料噴射タイミングを吸気行程前半とするとともに、混合気を燃焼室４ｃ内に均一に分散させながら、成層燃焼よりもリッチな状態で均一燃焼させる。
【００１７】
また、エンジン４の吸気管７の途中には、スロットル弁８が取り付けられており、このスロットル弁８には、その開度（スロットル弁開度）を制御するためのステッピングモータ９が連結されている。ステッピングモータ９は、ＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２からの駆動パルス信号によって、スロットル弁開度、すなわち吸気管７を介して燃焼室４ｃに供給される吸入空気量を調節する。
【００１８】
また、エンジン４には、クランク角センサ１０（回転数検出手段）が設けられている。クランク角センサ１０は、クランクシャフト４ｅに取り付けられたマグネットロータ１０ａとＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト４ｅの回転に伴い、所定のクランク角（例えば１度）ごとに、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３のエンジン回転数ＮＥ（機関回転数）を求める。また、クランク角センサ１０は、ＴＤＣ信号を出力する。このＴＤＣ信号は、エンジン４のピストン４ｂが各気筒において吸入行程開始時の上死点付近にあることを表すパルス信号であり、４気筒タイプである本例では、クランク角１８０度ごとに１回、出力される。
【００１９】
さらに、ＥＣＵ２には、アクセルペダルセンサ１１、車速センサ１２、ギア段センサ１３およびクラッチスイッチ１４が接続されている。アクセルペダルセンサ１１（アクセル開度検出手段）は、図示しないアクセルペダルの操作量（以下「アクセル開度ＡＰ」という）を検出し、その検出信号ＡＰをＥＣＵ２に出力する。車速センサ１２は、車両の走行速度（車速ＶＰ）を検出するものであり、その車軸に取り付けられたマグネットロータとＭＲＥピックアップで構成されている（いずれも図示せず）。ギア段センサ１３（変速比検出手段）は、例えばシフトレバーの位置に設けられ、トランスミッションのギア段ＮＧＲを検出するものであり、例えば５段変速の場合には、現在選択されているギア段が１速〜５速のいずれであるかを表す検出信号ＮＧＲをＥＣＵ２に出力する。また、クラッチスイッチ１４は、図示しないクラッチの接続状態を検出するものであり、検出信号ＳＷ＿ＣＬＵＣＨとして、クラッチペダル（図示せず）が所定量以上、踏み込まれているときに「０」信号を、踏み込まれていないときに「１」信号を、ＥＣＵ２に出力する。
【００２０】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェースなどから成るマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されている。前述したセンサ１０〜１３およびクラッチスイッチ１４の検出信号はそれぞれ、入力インターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムやテーブルなどに従って、エンジン４の運転状態を判別するとともに、判別された運転状態に応じて、エンジン４の制御内容を決定し、その結果に基づく駆動信号を、出力インターフェースを介して出力することによって、エンジン４の運転を制御する。
【００２１】
より具体的には、ＣＰＵは、判別したエンジン４の運転状態に応じて、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定し、設定した目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧに基づく駆動信号をステッピングモータ９に出力することによって、スロットル弁開度を制御する。また、ＣＰＵは、エンジン４の運転状態に応じ、成層燃焼モードおよび均一燃焼モードのいずれで運転するかを決定するとともに、その結果に従って、インジェクタ５の燃料噴射時間および燃料噴射タイミングならびに点火プラグ６の点火時期を演算し、それらの演算結果に基づく駆動信号を、インジェクタ５および点火コイル６ａにそれぞれ出力することにより、これらを制御する。
【００２２】
図２は、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定するための制御プログラムのメインルーチンを示すフローチャートである。本プログラムは、ＥＣＵ２のＣＰＵにより、所定の時間間隔ごとに実行される。
【００２３】
本プログラムではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示する。以下同じ）において、エンジン４がアイドル発進モードにあるか否かを判別する。ここで、アイドル発進モードとは、アイドル運転状態からのクラッチの接続操作のみによる発進状態をいう。この判別は、次の条件、すなわちエンジン４がアイドル運転状態にあること、車速ＶＰが所定車速Ｘ＿ＶＰＩＳ（例えば５ｋｍ／ｈ）以下であること、クラッチスイッチ１４の検出信号ＳＷ＿ＣＬＵＣＨ＝０すなわちクラッチペダルが踏み込まれていること、およびエンジン回転数ＮＥが通常のアイドル回転数よりも低い所定回転数ＮＥＩＤＳＴ（例えば５００ｒｐｍ）以下であることという条件が、すべて成立しているか否かによって行われる。
【００２４】
ステップ１の答がＹＥＳ、すなわちエンジン４がアイドル発進モードにあるときには、ステップ２に進み、アイドル発進モード処理を実行する。詳細は省略するが、このアイドル発進モード処理では、要求トルクとして、アイドル発進時要求トルクＰＭＥＣＥＩＤＬをエンジン回転数ＮＥに応じて設定するとともに、エンジン４の運転モードを理論空燃比による均一燃焼モードにセットする。次いで、ステップ２で設定したアイドル発進時要求トルクＰＭＥＣＥＩＤＬを、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧとして設定し（ステップ３）、本プログラムを終了する。この処理により、アイドル発進モード時のエンジンストールが抑制されるとともに、アイドル発進モード終了以降の発進タフネスが確保される。
【００２５】
一方、前記ステップ１の答がＮＯ、すなわちエンジン４がアイドル発進モードにないときには、ステップ４以降に進み、アイドル発進モード処理以外の処理を実行する。
【００２６】
まず、ステップ４では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、ＲＯＭに記憶された要求トルクマップ（図示せず）を検索することによって、要求トルクＰＭＥＭＡＰを求める。次いで、ステップ５に進み、要求トルクＰＭＥＭＡＰの平滑化処理を行う。詳細は省略するが、この平滑化処理では、要求トルクの今回値ＰＭＥＭＡＰｎを含み、今回以前に検索され、ＲＡＭに記憶されている所定数の要求トルクＰＭＥＭＡＰを加算平均することによって、平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸを算出する。平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸを、このように過去の所定数の要求トルクＰＭＥＭＡＰの平均値として求めるとともに、後述するように、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定する際の基本値とすることによって、要求トルクの変化に対する運転性が適切に確保される。
【００２７】
次いで、ステップ６に進み、本発明に係る加速モード処理を実行する。図３および図４は、この加速モード処理のサブルーチンを示している。まず、加速モードフラグの今回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎを前回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎ−１とする（ステップ３１）。この加速モードフラグＦ＿ＰＭＳＰＵＰは、次のステップ３２で実行される加速モード判別処理において、エンジン４が加速モードにあると判別されたときに、「１」にセットされるものである。
【００２８】
図５は、この加速モード判別処理のサブルーチンを示している。まず、図２のステップ４で求めた要求トルクの今回値ＰＭＥＭＡＰｎと、ステップ５で算出した平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとの差分値ＤＰＭＳＰＵＰ（以下「要求トルク差分値」という）を求める（ステップ５１）。次いで、この要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰ≧０であるか否かを判別する（ステップ５２）。ＤＰＭＳＰＵＰ≧０のときには、この差分値をそのまま要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰとして設定する（ステップ５３）一方、ＤＰＭＳＰＵＰ＜０のときには、要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰを値「０」に設定した（ステップ５４）後、ステップ５５に進む。
【００２９】
このステップ５５では、要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰがその所定値ＤＰＭＳＰＵＰＸよりも大きいか否かを判別する。この答がＹＥＳ（ＤＰＭＳＰＵＰ＞ＤＰＭＳＰＵＰＸ）のときには、エンジン４が加速モードにあるとして、加速モードフラグＦ＿ＰＭＳＰＵＰを「１」にセットする（ステップ５６）一方、ＮＯ（ＤＰＭＳＰＵＰ≦ＤＰＭＳＰＵＰＸ）のときには、エンジン４が加速モードにないとして、加速モードフラグＦ＿ＰＭＳＰＵＰを「０」にセットし（ステップ５７）、加速モード判別処理を終了する。なお、上記所定値ＤＰＭＳＰＵＰＸはヒステリシス付きのものであり、それにより、加速モード判別およびその結果に基づく後述する加速モード処理制御のハンチングが防止される。
【００３０】
図３に戻り、上述した加速モード判別処理に続くステップ３３では、加速モード判別処理でセットされた加速モードフラグＦ＿ＰＭＳＰＵＰが値「１」であるか否を判別する。この答がＹＥＳのときには、今回のループが加速モードにあるとして、加速モードフラグの今回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎを「１」にセットした（ステップ３４）後、ステップ３５以降で加速モード処理を実行する。
【００３１】
ステップ３５では、加速モード判別処理で求めた要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰに応じ、ＲＯＭに記憶されたテーブルを検索することによって、加速アシスト量の基本値ＰＭＥＡＤＤを求める。図６は、このＤＰＭＳＰＵＰ−ＰＭＥＡＤＤテーブルの一例を示しており、基本値ＰＭＥＡＤＤは、要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰが大きいほど、より大きくなるように設定されている。前述したように、要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰは、要求トルクの今回値ＰＭＥＭＡＰｎと平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとの差分であるので、加速アシスト量の基本値ＰＭＥＡＤＤを上記のように設定することによって、加速アシスト量を加速の度合に応じた適切な値にリアルタイムに設定することができる。
【００３２】
次いで、ギア段センサ１３で検出されたギア段ＮＧＲに応じ、ＲＯＭに記憶されたテーブルを検索することによって、加速アシスト量のギア段補正係数ＫＡＣＣＧＲを求める。図７は、このテーブルの一例を示しており、その横軸ＮＧＲｉ（ｉ＝１〜５）は、ギア段がそれぞれ１速〜５速であることを表している。同図に示すように、このテーブルでは、ギア段補正係数ＫＡＣＣＧＲは、ギア段ごとに設定されており、ギア段が３速のときに値１．０であり、ギア段が高いほどより大きくなるように設定されている。
【００３３】
次に、加速モードフラグの前回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎ−１が値「０」であるか否を判別する（ステップ３７）。この答がＹＥＳのときには、今回のループが加速モードに移行した最初のループであるとして、アップタイマであるタイマＴＭＳＰＵＰをスタートさせる（ステップ３８）一方、答がＮＯのときには、今回のループが加速モードへ移行後の２回目以降のループであるとして、ステップ３８をスキップし、ステップ３９に進む。すなわち、タイマＴＭＳＰＵＰのタイマ値は、加速モードへ移行した後の経過時間を表す。
【００３４】
次いで、ステップ３９では、タイマＴＭＳＰＵＰのタイマ値に応じ、ＲＯＭに記憶されたアシスト開始テーブルを検索することによって、加速アシスト量の時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰを求める。図８は、このアシスト開始テーブルの一例を示しており、時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰは、その初期値ＫＤＰＭＳＰＵＰＳｏが値０よりも大きな所定値に設定され、タイマ値ＴＭＳＰＵＰが増大するにつれて、すなわち加速モードへの移行後、時間が経過するにつれて、漸増するとともに、タイマ値ＴＭＳＰＵＰが所定値ＴＭＳＰＵＰＲＥＦ以上では、すなわち加速モードへの移行後、所定時間が経過した後は、１．０に設定されている。
【００３５】
次に、ステップ３５で求めた基本値ＰＭＥＡＤＤに、ステップ３６、３９でそれぞれ求めたギア段補正係数ＫＡＣＣＧＲおよび時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰを乗算することによって、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを算出する（ステップ４０）。最後に、この加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰに対してリミット処理を行い（ステップ４１）、その値が所定の上限値以下になるように規制して、本プログラムを終了する。
【００３６】
一方、前記ステップ３３の答がＮＯ、すなわち加速モード判別処理で加速モードフラグＦ＿ＰＭＳＰＵＰが「０」にセットされているときには、今回のループが加速モードにないとして、加速モードフラグの今回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎを「０」にセットした（ステップ４２）後、ステップ４３以降で加速モードの終了処理を実行する。
【００３７】
まず、ステップ４３では、加速モードフラグの前回値Ｆ＿ＰＭＳＰＵＰｎ−１が値「０」であるか否を判別する。この答がＮＯのときには、今回のループが加速モードを離脱した最初のループであるとして、タイマＴＭＳＰＵＰをスタートさせ（ステップ４４）、答がＹＥＳのときには、加速モードから離脱後の２回目以降のループであるとして、ステップ４４をスキップし、ステップ４５に進む。
【００３８】
このステップ４５では、タイマＴＭＳＰＵＰのタイマ値がその所定値ＴＤＳＰＵＰｏｆ以下であるか否かを判別する。この答がＹＥＳ、すなわち加速モードを離脱した後、所定時間が経過していないときには、このタイマ値ＴＭＳＰＵＰに応じ、ＲＯＭに記憶されたアシスト終了テーブルを検索することにより、加速モード終了時の時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰを求める。図９は、このアシスト終了テーブルの一例を示しており、この場合の時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰは、その初期値ＫＤＰＭＳＰＵＰＥｏが１．０よりも小さな所定値に設定されるとともに、タイマ値ＴＭＳＰＵＰが増大するにつれて、すなわち加速モードからの離脱後、時間が経過するにつれて、漸減するように設定されている。次いで、前記ステップ４０、４１に進み、上記ステップ４６で求めた時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰを用いて、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを算出するとともに、そのリミット処理を行い、本プログラムを終了する。
【００３９】
一方、前記ステップ４５の答がＮＯ、すなわちタイマ値ＴＭＳＰＵＰが所定値ＴＤＳＰＵＰｏｆを上回り、加速モードからの離脱後、所定時間が経過した後は、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを値０に設定し（ステップ４７）、本プログラムを終了する。図２のステップ６の加速モード処理は、以上のように実行される。
【００４０】
図２に戻り、上述した加速モード処理に続くステップ７では、発進モード処理を行う。詳細は省略するが、この発進モード処理では、クラッチがすで接続されており（ＳＷ＿ＣＬＵＣＨ＝１）かつ車速ＶＰが所定値以下であるときに、エンジン４が発進モードにあると判別するとともに、そのときのエンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、発進アシスト量ＰＭＣＤＳＴＲＴを算出する。このようにして求めた発進アシスト量ＰＭＣＤＳＴＲＴは、後述するように、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定する際に、平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに加算される。これにより、ドライバーの意志を反映した十分なトルクが付加され、発進のもたつきが解消される。
【００４１】
次いで、ステップ５の平滑化処理で求めた平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに、ステップ６の加速モード処理で求めた加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰ、およびステップ７の発進モード処理で求めた発進アシスト量ＰＭＣＤＳＴＲＴを加算することによって、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを算出し（ステップ８）、本プログラムを終了する。
【００４２】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて求めた今回要求トルクＰＭＥＭＡＰｎと今回以前の平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとを比較することで、加速状態を判別する。また、両者の差分値である要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰに応じて、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰの基本値ＰＭＥＡＤＤを算出し（図６）、この加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを加算することによって、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定する。したがって、ドライバーの加速要求をリアルタイムに反映させながら、加速度合に応じた適切な加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを要求トルクとして付加できるので、良好な加速応答性を確保でき、加速時のもたつき感を解消することができる。
【００４３】
また、この加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰが加算される、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧの基本値として、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて直接、算出した要求トルクＰＭＥＭＡＰではなく、これらを平滑化した平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸを採用している。その結果、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧの基本値がアクセル操作の変化に対して過敏に変化することがなくなることにより、車両の挙動を安定化させることができ、したがって、良好な運転性を確保することができる。
【００４４】
さらに、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰは、時間補正係数ＫＤＰＭＳＰＵＰ（図８および図９）の補正により、加速モードの開始時に漸増するとともに終了時に漸減するように、設定される。したがって、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを急激に変化させることなく、加速運転を円滑に開始および終了させることができるので、アクセルの全開および全閉が繰り返されるような場合でも、車両の挙動を安定化させ、良好な運転性を確保することができる。
【００４５】
また、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを、ギア段補正係数ＫＡＣＣＧＲ（図７）の補正により、選択されているギア段が高いほど、すなわち変速比が小さいほど、より大きくなるように設定するので、そのときのギア段に応じた良好な加速応答性を得ることができる。
【００４６】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、成層燃焼モードと均一燃焼モードに切り替えて運転される直噴式エンジンに本発明を適用した例であるが、本発明は、他のタイプのエンジンにも、もちろん適用可能である。また、図６〜図９に示したテーブルは、あくまで例示であり、適宜、変更することが可能である。例えば、本発明は、トランスミッションが無段変速式の場合にも適用することが可能であり、その場合、図７に相当する補正係数を、変速比に対して無段階に変化するように設定してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の内燃機関の制御装置は、加速時において、目標トルクを適切に設定することにより良好な応答性および運転性を確保することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の制御装置により実行される、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定するための制御プログラムのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図２の加速モード処理のサブルーチンの一部を示すフローチャートである。
【図４】図３のサブルーチンの残りの部分を示すフローチャートである。
【図５】図３の加速モード判別処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】要求トルク差分値ＤＰＭＳＰＵＰ−加速アシスト量の基本値ＰＭＥＡＤＤテーブルの一例を示す図である。
【図７】ギア段ＮＧＲ−ギア段補正係数ＫＡＣＣＧＲテーブルの一例を示す図である。
【図８】アシスト開始テーブルの一例を示す図である。
【図９】アシスト終了テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（要求トルク算出手段、要求トルク平滑化手段、加速判別手段、加速アシスト量算出手段、目標トルク設定手段）４ エンジン（内燃機関）
８ スロットル弁
１０ クランク角センサ（回転数検出手段）
１１ アクセルペダルセンサ（アクセル開度検出手段）
ＮＥ エンジン回転数（機関回転数）
ＡＰ アクセルペダル開度
ＰＭＥＭＡＰ 要求トルク
ＰＭＣＤＴＭＰＸ 平滑化後要求トルク
ＤＰＭＳＰＵＰ 要求トルク差分値（差分値）
ＰＭＣＤＳＰＵＰ 加速アシスト量
ＰＭＣＭＤＲＥＧ 目標トルク
Claims (3)
- 運転状態に応じて目標トルクを設定するとともに、当該設定された目標トルクに基づいてトルク制御を行う内燃機関の制御装置であって、
機関回転数を検出する回転数検出手段と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記回転数検出手段および前記アクセル開度検出手段の検出結果に応じ、要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
当該算出された要求トルクを平滑化する要求トルク平滑化手段と、
前記要求トルク算出手段により今回算出された今回要求トルクと、前記要求トルク平滑化手段により平滑化された平滑化後要求トルクとを比較することにより、加速状態にあるか否かを判別する加速判別手段と、
この加速判別手段により加速状態と判別されたときに、前記今回要求トルクと前記平滑化後要求トルクとの差分値に応じて、加速アシスト量を算出する加速アシスト量算出手段と、
前記平滑化後要求トルクに前記加速アシスト量を加算することにより、前記目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記加速アシスト量算出手段は、前記加速アシスト量を、加速状態の開始時に漸増し且つ終了時に漸減するように算出することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
- トランスミッションの変速比を検出する変速比検出手段をさらに備え、前記加速アシスト量算出手段は、前記加速アシスト量を、前記変速比検出手段で検出された変速比が小さいほど、より大きくなるように算出することを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
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