JP2006112373A - Torque estimation method and apparatus for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】 推定精度を従来よりも向上させることができる内燃機関のトルク推定方法を提供する。
【解決手段】 圧縮行程末期から爆発行程初期までの間に設定された第1のクランク角度範囲内にて第1のクランク角速度ωa′を検出し、第1のクランク角度範囲から所定のクランク角を隔てた爆発行程中に設定された第2のクランク角度範囲にて第2のクランク角速度ωb′を検出し、第1及び第2のクランク角速度に基づいて気筒で発生するトルクTeを推定する内燃機関のトルク推定方法において、第2のクランク角度範囲にて発生する、内燃機関の負荷に応じた往復慣性力の影響を表すクランク角速度の変化量を前記第2のクランク角速度の補正量ωMとして求め、その補正量ωMにより第2のクランク角速度の検出値ωb′を補正する。補正された第2のクランク角速度ωbを利用してトルクを推定する。
【選択図】 図9PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque estimation method for an internal combustion engine capable of improving estimation accuracy as compared with the conventional one.
SOLUTION: A first crank angular velocity ω a ′ is detected within a first crank angle range set between the end of a compression stroke and the beginning of an explosion stroke, and a predetermined crank angle is determined from the first crank angle range. detecting a second crank angular speed omega b 'in the second crank angle range set in the explosion stroke across the estimated torque T e generated in the cylinder on the basis of the first and second crank angular speed In the torque estimation method for the internal combustion engine, the amount of change in the crank angular speed that represents the influence of the reciprocating inertia force according to the load of the internal combustion engine that occurs in the second crank angle range is expressed as the correction amount ω of the second crank angular speed. Obtained as M , the detected value ω b ′ of the second crank angular velocity is corrected by the correction amount ω M. Estimating the torque by using the corrected second crank angular speed omega b.
[Selection] Figure 9
Description
本発明は、内燃機関の気筒にて発生するトルクを推定する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for estimating a torque generated in a cylinder of an internal combustion engine.
内燃機関の気筒の発生するトルクを推定する方法として、圧縮行程末期から爆発行程初期の間の第1のクランク角範囲に第1のクランク角速度を検出し、爆発行程中期の第2のクランク角範囲に第2のクランク角速度を検出し、それらの角速度を利用して気筒毎の角速度エネルギーの変化量を検出し、その角速度エネルギーの変化量からトルクを推定する方法が知られている(特許文献1参照)。また、ピストン等の慣性質量が往復運動することによって発生する往復慣性力の影響でクランク角速度が変化することを考慮して、内燃機関の減速運転に伴う燃料供給停止中にクランク角速度の変化量を検出し、その検出値によりクランク角速度の検出値を補正して往復慣性力の影響によるトルクの推定誤差を抑えるようにした推定方法も提案されている(特許文献2参照)。その他、本願発明に関連する先行技術文献として特許文献3及び4が存在する。
上述した特許文献2の推定方法では、往復慣性力の影響によるクランク角速度の変化量が内燃機関の回転数(以下、機関回転数と呼ぶことがある。)に応じて変化することを考慮し、機関回転数とクランク角速度の変化量との対応関係を学習している。そして、クランク角速度の検出値の補正に際しては、機関回転数に対応したクランク角速度の補正量を求めている。ところが、往復慣性力は内燃機関の負荷の影響も受ける。従って、特許文献2の推定方法では、回転数が一定であれば負荷に拘わりなくクランク角速度の補正量が一定となるため、負荷が大きいほどトルクの推定誤差が増加する。
In the estimation method of
そこで、本発明は推定精度を従来よりも向上させることができる内燃機関のトルク推定方法及び装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a torque estimation method and apparatus for an internal combustion engine that can improve estimation accuracy as compared with the prior art.
本発明の内燃機関のトルク推定方法は、圧縮行程末期から爆発行程初期までの間に設定された第1のクランク角度範囲内にて第1のクランク角速度を検出し、前記第1のクランク角度範囲から所定のクランク角を隔てた爆発行程中に設定された第2のクランク角度範囲にて第2のクランク角速度を検出し、前記第1及び第2のクランク角速度に基づいて気筒で発生するトルクを推定する内燃機関のトルク推定方法であって、前記第2のクランク角度範囲にて発生する、内燃機関の負荷に応じた往復慣性力の影響を表すクランク角速度の変化量を前記第2のクランク角速度の補正量として求める工程と、求められた第2のクランク角速度の補正量により前記第2のクランク角速度の検出値を補正する工程と、補正された第2のクランク角速度を利用して前記トルクを推定する工程と、を備えることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。 The torque estimation method for an internal combustion engine according to the present invention detects a first crank angular velocity within a first crank angle range set between the end of the compression stroke and the initial stage of the explosion stroke, and the first crank angle range. A second crank angular velocity is detected in a second crank angle range set during an explosion stroke separated from a predetermined crank angle from the first crank angular velocity, and a torque generated in the cylinder based on the first and second crank angular velocities is detected. A method of estimating torque of an internal combustion engine for estimation, wherein a change amount of a crank angular speed representing an influence of a reciprocating inertia force according to a load of the internal combustion engine generated in the second crank angle range is expressed as the second crank angular speed. A correction amount of the second crank angular velocity, a step of correcting the detected value of the second crank angular velocity based on the calculated correction amount of the second crank angular velocity, and a corrected second crank angular velocity. A step of estimating the torque and use, by providing, for solving the above problems (claim 1).
また、本発明の内燃機関のトルク推定装置は、クランク角に対応した信号を出力するクランク角信号出力手段と、前記クランク角信号出力手段の出力信号に基づいて、圧縮行程末期から爆発行程初期までの間に設定された第1のクランク角度範囲内にて第1のクランク角速度を、前記第1のクランク角度範囲から所定のクランク角を隔てた爆発行程中に設定された第2のクランク角度範囲にて第2のクランク角速度をそれぞれ検出するクランク角速度検出手段と、前記第1及び第2のクランク角速度に基づいて気筒で発生するトルクを推定するトルク推定手段と、を備えた内燃機関のトルク推定装置であって、前記第2のクランク角度範囲にて発生する、内燃機関の負荷に応じた往復慣性力の影響を表すクランク角速度の変化量を前記第2のクランク角速度の補正量として求める補正量取得手段と、求められた第2のクランク角速度の補正量により前記第2のクランク角速度の検出値を補正する角速度補正手段と、を備え、前記トルク推定手段は、補正された第2のクランク角速度を利用して前記トルクを推定することにより、上述した課題を解決する(請求項7)。 The torque estimation device for an internal combustion engine according to the present invention includes a crank angle signal output means for outputting a signal corresponding to a crank angle, and from the end of the compression stroke to the initial stage of the explosion stroke based on the output signal of the crank angle signal output means. The second crank angle range set during the explosion stroke in which the first crank angular velocity is set within a first crank angle range set between the first crank angle range and a predetermined crank angle is separated from the first crank angle range. The torque estimation of the internal combustion engine comprising: crank angular speed detecting means for detecting the second crank angular speed at each of the above; and torque estimating means for estimating the torque generated in the cylinder based on the first and second crank angular speeds. An amount of change in crank angular velocity representing an influence of a reciprocating inertia force according to a load of the internal combustion engine generated in the second crank angle range. A correction amount obtaining unit for obtaining a correction amount for the rank angular velocity; and an angular velocity correcting unit for correcting the detected value of the second crank angular velocity based on the obtained second crank angular velocity correction amount. The above-described problem is solved by estimating the torque by using the corrected second crank angular velocity (claim 7).
本発明のトルク推定方法及びトルク推定装置によれば、往復慣性力の影響を表すクランク角速度の変化量を内燃機関の負荷に応じて求め、その求めた値により第2のクランク角速度を補正している。従って、内燃機関の負荷の変化に伴う往復慣性力の変動をトルク推定に反映させ、それによりトルクの推定精度を向上させることができる。特に、爆発行程中の第2のクランク角範囲では往復慣性力による減速作用により、クランク角速度の検出値が本来発生しているトルクに見合ったクランク角速度よりも低下し、第1のクランク角範囲にて検出される第1のクランク角速度との差が十分に生じないか、又は大小関係が逆転してトルク推定が困難となる場合がある。本発明のトルク推定方法によれば、その第2のクランク角速度を往復慣性力による減速分を除いた本来のクランク角速度へと増加させ、それにより、トルク推定を正しく行うことができる。 According to the torque estimation method and the torque estimation device of the present invention, the change amount of the crank angular speed representing the influence of the reciprocating inertia force is obtained according to the load of the internal combustion engine, and the second crank angular speed is corrected by the obtained value. Yes. Therefore, the fluctuation of the reciprocating inertia force accompanying the change in the load of the internal combustion engine can be reflected in the torque estimation, thereby improving the torque estimation accuracy. In particular, in the second crank angle range during the explosion stroke, the detection value of the crank angular speed is lower than the crank angular speed commensurate with the torque generated originally due to the deceleration action due to the reciprocating inertia force, and the first crank angle range is reached. In some cases, the difference between the detected first crank angular velocity and the first crank angular velocity may not be sufficient, or the magnitude relationship may be reversed to make torque estimation difficult. According to the torque estimation method of the present invention, the second crank angular velocity is increased to the original crank angular velocity excluding the amount of deceleration due to the reciprocating inertia force, whereby torque estimation can be performed correctly.
本発明のトルク推定方法の一態様においては、内燃機関の回転数及び負荷と前記第2のクランク角速度の補正量とを対応付けたマップを予め作成して前記内燃機関の制御装置に設けられた記憶装置に該マップを記憶させ、前記第2のクランク角速度の補正量を求める工程では、前記記憶装置が記憶する前記マップに基づいて内燃機関の回転数及び負荷に対応した第2のクランク角速度の補正量を取得してもよい(請求項2)。この態様によれば、内燃機関の回転数及び負荷と第2のクランク角速度の補正量との関係を代表的な内燃機関に対して実施してマップを作成しておけば、同種の内燃機関についてはそのマップを利用して内燃機関の回転数及び負荷に対応したクランク角速度の補正量を取得することができる。これにより、第2のクランク角速度を補正するために必要な演算量が簡素化され、トルク推定を迅速に行うことができる。 In one aspect of the torque estimation method of the present invention, a map that associates the rotational speed and load of the internal combustion engine with the correction amount of the second crank angular speed is created in advance and provided in the control device for the internal combustion engine. In the step of storing the map in the storage device and obtaining the correction amount of the second crank angular speed, the second crank angular speed corresponding to the rotational speed and load of the internal combustion engine based on the map stored in the storage device. A correction amount may be acquired (claim 2). According to this aspect, if the relationship between the rotational speed and load of the internal combustion engine and the correction amount of the second crank angular speed is implemented for a representative internal combustion engine and a map is created, The map can be used to obtain the correction amount of the crank angular speed corresponding to the rotational speed and load of the internal combustion engine. As a result, the amount of calculation required for correcting the second crank angular velocity is simplified, and the torque can be estimated quickly.
本発明のトルク推定方法の一態様においては、一以上の気筒の燃焼圧を取得する工程をさらに備え、前記第2のクランク角速度の補正量を求める工程では、前記取得した燃焼圧を利用して前記第2のクランク角速度の補正量を算出してもよい(請求項3)。この態様によれば、内燃機関の気筒の燃焼圧を取得して第2のクランク角速度の補正量を取得するので、第2のクランク角速度の補正量に対して内燃機関の負荷をより正しく反映させてトルク推定精度をさらに向上させることができる。 In one aspect of the torque estimation method of the present invention, the method further includes the step of acquiring the combustion pressure of one or more cylinders, and the step of obtaining the correction amount of the second crank angular velocity uses the acquired combustion pressure. A correction amount for the second crank angular velocity may be calculated. According to this aspect, since the second crank angular speed correction amount is acquired by acquiring the combustion pressure of the cylinder of the internal combustion engine, the load of the internal combustion engine is more accurately reflected on the second crank angular speed correction amount. Thus, the torque estimation accuracy can be further improved.
本発明のトルク推定方法の一態様においては、前記第1のクランク角度範囲にて発生する、内燃機関の負荷に応じた往復慣性力の影響を表すクランク角速度の変化量を前記第1のクランク角速度の補正量として求める工程と、求められた第1のクランク角速度の補正量により前記第1のクランク角速度の検出値を補正する工程と、補正された第1及び第2のクランク角速度をそれぞれ利用して前記トルクを推定する工程と、をさらに備えてもよい(請求項4)。この態様によれば、第1のクランク角速度についても往復慣性力の影響を考慮した補正を行うことができ、しかもその補正量は内燃機関の負荷を考慮したものであるため、トルク推定精度をさらに向上させることができる。 In one aspect of the torque estimation method of the present invention, the change amount of the crank angular speed representing the influence of the reciprocating inertia force according to the load of the internal combustion engine generated in the first crank angle range is determined as the first crank angular speed. Using the corrected first crank angular speed, the corrected first crank angular speed detection value based on the calculated first crank angular speed correction value, and the corrected first and second crank angular speeds, respectively. And a step of estimating the torque. According to this aspect, the first crank angular velocity can also be corrected in consideration of the effect of the reciprocating inertia force, and the correction amount takes into account the load of the internal combustion engine. Can be improved.
本発明のトルク推定方法の一態様においては、内燃機関の回転数及び負荷と前記第1のクランク角速度の補正量とを対応付けたマップを予め作成して前記内燃機関の制御装置に設けられた記憶装置に該マップを記憶させ、前記第1のクランク角速度の補正量を求める工程では、前記記憶装置が記憶する前記マップに基づいて内燃機関の回転数及び負荷に対応した前記第1のクランク角速度の補正量を取得してもよい(請求項5)。あるいは、一以上の気筒の燃焼圧を取得する工程をさらに備え、前記第1のクランク角速度の補正量を求める工程では、前記取得した燃焼圧を利用して前記第1のクランク角速度の補正量を算出してもよい(請求項6)。これらの態様による利点は上述した第2のクランク角速度の補正量に関する態様と同様である。 In one aspect of the torque estimation method of the present invention, a map that associates the rotational speed and load of the internal combustion engine with the correction amount of the first crank angular speed is created in advance and provided in the control device for the internal combustion engine. In the step of storing the map in the storage device and obtaining the correction amount of the first crank angular speed, the first crank angular speed corresponding to the rotational speed and load of the internal combustion engine based on the map stored in the storage device The correction amount may be acquired (claim 5). Alternatively, the method further includes the step of acquiring the combustion pressure of one or more cylinders, and in the step of obtaining the correction amount of the first crank angular velocity, the correction amount of the first crank angular velocity is obtained using the acquired combustion pressure. It may be calculated (claim 6). The advantages of these modes are the same as those of the mode related to the second crank angular velocity correction amount described above.
また、本発明のトルク推定装置の一態様においては、内燃機関の回転数及び負荷と前記第2のクランク角速度の補正量とを対応付けたマップを記憶する記憶装置をさらに備え、前記補正量取得手段は、前記記憶装置が記憶する前記マップに基づいて内燃機関の回転数及び負荷に対応した前記第2のクランク角速度の補正量を取得してもよい(請求項8)。 The torque estimation apparatus according to the aspect of the invention may further include a storage device that stores a map in which the rotation speed and load of the internal combustion engine are associated with the correction amount of the second crank angular velocity, and the correction amount acquisition is performed. The means may obtain the correction amount of the second crank angular speed corresponding to the rotational speed and load of the internal combustion engine based on the map stored in the storage device.
本発明のトルク推定装置の一態様においては、一以上の気筒の燃焼圧を取得する燃焼圧取得手段をさらに備え、前記補正量取得手段は、前記取得した燃焼圧を利用して前記第2のクランク角速度の補正量を算出してもよい(請求項9)。 In one aspect of the torque estimation apparatus of the present invention, the torque estimation device further includes combustion pressure acquisition means for acquiring the combustion pressure of one or more cylinders, and the correction amount acquisition means uses the acquired combustion pressure to perform the second operation. A crank angular speed correction amount may be calculated (claim 9).
本発明のトルク推定装置の一態様において、前記補正量取得手段は、前記第2のクランク角速度の補正量に加えて、前記第1のクランク角度範囲にて発生する、内燃機関の負荷に応じた往復慣性力の影響を表すクランク角速度の変化量を前記第1のクランク角速度の補正量としてさらに求め、前記角速度補正手段は、前記第2のクランク角速度の補正に加えて、求められた第1のクランク角速度の補正量により前記第1のクランク角速度の検出値を補正し、前記トルク推定手段は、補正された第1及び第2のクランク角速度をそれぞれ利用して前記トルクを推定してもよい(請求項10)。 In one aspect of the torque estimation apparatus of the present invention, the correction amount acquisition means responds to a load of the internal combustion engine generated in the first crank angle range in addition to the correction amount of the second crank angular speed. A change amount of the crank angular speed representing the influence of the reciprocating inertia force is further obtained as a correction amount of the first crank angular speed, and the angular speed correction means is provided in addition to the correction of the second crank angular speed. The detected value of the first crank angular speed may be corrected based on the correction amount of the crank angular speed, and the torque estimating means may estimate the torque by using the corrected first and second crank angular speeds, respectively ( Claim 10).
前記第1のクランク角速度の補正量を求める態様において、前記記憶装置は、内燃機関の回転数及び負荷と前記第1のクランク角速度の補正量とを対応付けたマップをさらに記憶し、前記補正量取得手段は、前記記憶装置が記憶する前記マップに基づいて内燃機関の回転数及び負荷に対応した第1のクランク角速度の補正量を取得してもよい(請求項11)。 In the aspect of obtaining the correction amount of the first crank angular speed, the storage device further stores a map in which the rotational speed and load of the internal combustion engine and the correction amount of the first crank angular speed are associated with each other, and the correction amount The acquiring means may acquire a first crank angular speed correction amount corresponding to the rotational speed and load of the internal combustion engine based on the map stored in the storage device.
前記第1のクランク角速度の補正量を求める態様においては、一以上の気筒の燃焼圧を取得する燃焼圧取得手段をさらに備え、前記補正量取得手段は、前記取得した燃焼圧を利用して前記第1のクランク角速度の補正量を算出してもよい(請求項12)。 In the aspect which calculates | requires the correction amount of the said 1st crank angular velocity, it further comprises the combustion pressure acquisition means which acquires the combustion pressure of one or more cylinders, The said correction amount acquisition means uses the acquired combustion pressure, The correction amount of the first crank angular velocity may be calculated (claim 12).
トルク推定装置に関する上記の各態様においても、上述したトルク推定方法に関する態様と同様の利点を奏することができる。 Also in each of the above aspects relating to the torque estimation device, the same advantages as in the aspect relating to the torque estimation method described above can be achieved.
なお、本発明において、クランク角速度の検出は単位時間当たりのクランク軸の回転角度を求めるものに限定されず、これと等価な物理量を検出する場合も含む。例えば、一定のクランク角度をクランク軸が回転するに要する時間を検出し、その時間の検出値をクランク角速度を代表するものとして本発明の演算処理等を行う場合も、クランク角速度の検出の概念に含まれる。 In the present invention, the detection of the crank angular velocity is not limited to the determination of the crankshaft rotation angle per unit time, but includes a case where a physical quantity equivalent to this is detected. For example, when the time required for the crankshaft to rotate at a certain crank angle is detected, and the calculation processing of the present invention is performed with the detected value of the time being representative of the crank angular velocity, the concept of detecting the crank angular velocity is also included. included.
以上に説明したように、本発明によれば、往復慣性力の影響を考慮してクランク角速度の検出値を補正する際に、内燃機関の負荷に応じた補正量を利用するようにしたので、トルク推定に反映させ、それによりトルクの推定精度を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the correction amount according to the load of the internal combustion engine is used when correcting the detected value of the crank angular speed in consideration of the influence of the reciprocating inertia force. It is reflected in the torque estimation, thereby improving the torque estimation accuracy.
[第1の形態]
図1は本発明のトルク推定装置を内燃機関に適用した第1の形態を示している。この形態では、#1気筒1aから#4気筒1dまでの四つの気筒1a〜1dが一列に並べられた、いわゆる直列四気筒のレシプロ式内燃機関(以下、エンジンと呼ぶことがある。)1のトルクをクランク軸2の角速度(以下、クランク角速度と呼ぶ。)の変化量に基づいて推定する。エンジン1は例えば自動車の走行用駆動源として使用される。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a first embodiment in which the torque estimation device of the present invention is applied to an internal combustion engine. In this embodiment, a so-called in-line four-cylinder reciprocating internal combustion engine (hereinafter sometimes referred to as an engine) 1 in which four
エンジン1には、クランク軸2の回転位置(クランク角)を検出するためのクランク角検出装置3が設けられている。クランク角検出装置3は、クランク軸2と一体回転するロータ4と、そのロータ4の外周と対向するように配置されたクランク角信号出力手段としてのクランク角センサ5とを備えている。ロータ4の外周には周方向に一定の間隔、例えば30°間隔で凸部(不図示)が設けられており、クランク角センサ5はそれらの凸部の検出に応答して所定の検出信号を出力する。ロータ4の外周にはクランク軸2の回転位置の判別のための切欠等の基準位置指示部(不図示)が設けられている。クランク角センサ5はその基準位置指示部の検出時に固有の基準検出信号を出力する。
The
クランク角センサ5の出力信号はエンジンコントロールユニット(以下、ECUと呼ぶ。)6に導かれる。ECU6はマイクロプロセッサを有するコンピュータユニットであり、その記憶装置7が記憶する各種のエンジン制御プログラムを実行することにより不図示の燃料噴射弁等を操作してエンジン1の運転状態を制御する。記憶装置7はROM、SRAM、RAM等の半導体メモリにより構成される。ECU6はクランク角センサ5から出力される基準検出信号を基準として凸部の検出信号の個数をカウントすることによりクランク角を判別する。また、ECU6はクランク角センサ5から出力される検出信号の時間間隔を検出することによりクランク角速度(又は、エンジン1の回転数)を判別する。これにより、ECU6はクランク角速度検出手段として機能する。
The output signal of the
ECU6はその記憶装置7が記憶するトルク推定のためのプログラムを実行することにより、本発明における補正量取得手段、角速度補正手段、及びトルク推定手段として機能する。トルク推定のために使用するセンサとして、ECU6にはアクセル開度センサ8が接続されている。その他にも、ECU6には吸入空気量を検出するエアフローメータ、排気ガス中の空燃比に対応した信号を出力するA/Fセンサ等の各種のセンサが接続されるが、それらの図示は省略した。
The
記憶装置7には、ECU6が補正量取得手段として機能する際に使用するデータとして、図2(a)及び図2(b)に示すマップが格納されている。これらのマップは、エンジンの回転数Ne及び負荷Qとクランク角速度の補正量ωMa11…mn、ωMb11…mn(以下、補正量ωMと表現することがある。)とを対応付けたものである。補正量ωMはエンジン1の往復慣性力の影響を表すクランク角速度の変化量に相当する。以下、補正量ωMの算出方法及び補正量ωMを利用したトルク推定方法について説明する。
The
図3はクランク角とエンジン1で発生するトルク(但し、瞬時トルク)との関係の一例を示している。トルクはクランク角の変化に伴って周期的に変化し、その変化曲線とトルク=0を示す横軸とで囲まれた範囲(図3の薄いグレー部分)の面積がクランク軸2の平均軸トルクTeとなる。平均軸トルクTeとクランク軸2の角速度エネルギの変化量Weとの間には次式(1)で示すように比例関係がある。なお、Cは比例係数、Dは定数である。
ところで、クランク角速度の検出値、すなわちクランク角センサ5の出力信号に基づいて検出した角速度ωは、クランク軸2に生じる捻り、及び、クランク軸2に接続されたピストン10やコンロッド11(図1参照)等の慣性質量が往復運動することによって発生する往復慣性力の影響を受ける。そこで、燃焼によって発生したトルクを正確に推定するには、これらの影響を排除した真のクランク角速度ωを求め、その値を利用して式(2)により角速度エネルギ変化量Weを求める必要がある。この点を図4により説明する。
By the way, the detected value of the crank angular velocity, that is, the angular velocity ω detected based on the output signal of the
図4は、特定の気筒(一例として図1に示すようにフライホイール12から最も離れた#1気筒1a)のピストン10が圧縮上死点TDCに達した後、爆発順序において次の気筒(図1の例では#3気筒1c)のピストン10がTDCに達するまでの間のクランク角とクランク角速度ωとの関係の一例を示している。往復慣性力の影響を無視すれば、図4に破線で示すようにクランク角速度ωはTDC付近、つまり圧縮行程末期から爆発行程初期にかけての範囲内の特定クランク角にて最小値を示し、爆発行程中期の特定クランク角、典型的にはATDC90°付近で最大値を示す。
FIG. 4 shows the next cylinder in the explosion order after the
一方、往復慣性力がクランク軸2を回転させようとするトルク(往復慣性トルク)は一般に図5に示すように180°周期で変動する。TDCからATDC90°付近まではクランク軸2を減速させる方向に往復慣性トルクが作用し、ATDC90°から180°まではクランク軸2を加速させる方向に往復慣性トルクが作用する。このような往復慣性トルクの変動の影響により、ATDC90°付近で検出されるクランク角速度の最大値は、図4に実線で示すように本来の角速度(破線で示す。)ωbよりも減速されてωb′となる。気筒で発生したトルクを正確に推定するためには往復慣性トルクにより減じられたクランク角速度の変化量ωMを検出値ωb′に加算する必要がある。このような往復慣性トルクの影響を考慮したクランク角速度ωa、ωbの補正を次式(3)に示す。
なお、式(3)において、補正量ωcはエンジン1の回転数が変化する過渡運転時におけるクランク角速度の絶対的な変化に伴う補正量を示す。また、補正量ωTはクランク軸2に発生する捻りの影響を表すクランク角速度の補正量である。すなわち、エンジン1が一定回転数で回転している定常状態においてもTDC付近で検出されるクランク角速度の最小値ωa′にはクランク軸2の捻りに伴うクランク角速度の変動成分ωTが含まれており、角速度エネルギー変化量Weを求めるためにはその変動成分も考慮する必要がある。補正量ωC及びωTは必要に応じて付加すればよく、無視し得る程に小さい場合には省略してよい。捻りの影響を表す補正量ωTの算出方法は従来技術と同様でよい。過渡運転時の補正量ωCについては図1に示したようにTDC間におけるクランク角速度の検出値ωa′の変化量とTDC〜ATDC90°間における変化量との比例関係を利用して特定すればよい。
In equation (3), the correction amount ω c indicates a correction amount that accompanies an absolute change in crank angular speed during transient operation in which the rotation speed of the
次に、往復慣性力の影響を表す角速度変化量ωMの算出方法について説明する。なお、以下の角速度変化量ωMの算出はすべてのエンジン1に対して実施する必要はなく、トルク性能、より詳しくは回転数及び負荷とトルクとの対応関係が一致する同一のエンジン群を代表する少なくとも一つのエンジン1に関して実施すればよい。つまり、同一エンジン群から一以上のエンジンを供試エンジンとして選び、その供試エンジンを利用して角速度変化量ωMと回転数及び負荷との関係を求めて図2のマップを作成し、これを同一エンジン群に属する各エンジン1の記憶装置7に記憶すればよい。
Next, a method of calculating the angular velocity change amount ω M that represents the influence of the reciprocating inertia force will be described. The following calculation of the angular velocity change amount ω M does not have to be performed for all the
エンジン1が外部に対して出力するトルクを正味トルクτnとすれば、その正味トルクτnとクランク角速度ωとの関係は次式(4)で表すことができる。なお、Iはエンジン1の慣性モーメントである。
(4)式を角速度ωについて積分すれば瞬時の角速度ωを算出することができる。一方、(5)式から正味トルクτnを算出するためには図示トルクτp及びフリクショントルクτFが必要となる。図示トルクτpについては、エンジン1に燃焼圧(筒内圧力)Pを計測するセンサを装着して次式(6)により算出する。なお、Apはピストン10が燃焼圧を受ける面積、Patmは大気圧、Fpは燃焼圧がピストン10を押す力である。燃焼圧センサは気筒1a〜1dのそれぞれに装着すればよい。
フリクショントルクτFはエンジン1のクランク軸2をモータリング、すなわち外部駆動源により回転させて計測する。フリクショントルクτFの計測は、フリクショントルクτFに影響を与える物理量、すなわち、エンジン回転数(回転速度)、エンジン1の水温、潤滑油の温度及び粘度等をエンジン1の運転領域内で適宜に変化させつつ実施する。そして、これらの物理量を引数としたフリクショントルクτFのマップを作成してそこに測定値を保持する。なお、図6にエンジン回転数を変化させつつフリクショントルクτFを計測した結果の一例を示す。この例ではエンジン回転数が上昇するにつれてフリクショントルクτFも増加している。
The friction torque τ F is measured by rotating the
往復慣性トルクτMについては次式(7)により算出することができる。なお、図7に示すように、Lはピストンピンからクランクピンまでのコンロッド長さ、Rはクランクピンの旋回半径であり、式(7)においてρ=R/Lである。
以上から、エンジン1の燃焼圧を計測すれば角速度ωを算出することができる。すなわち、(4)及び(5)式より次式(8)式が得られ、これを(8′)式に変形して積分して(9)式を導き、この式(9)に(6)式で求めた図示トルクτp、モータリングにより計測したフリクショントルクτF、(7)式で示す往復慣性トルクτMをそれぞれ代入して角速度ωについて解くことにより、往復慣性力の影響が含まれた角速度ωを求めることができる。
また、(9)式において往復慣性トルクτM=0として角速度ωを求めることにより、往復慣性力の影響が除外された角速度ωを求めることができる。つまり、(8′)式にて燃焼圧Pに基づく図示トルクτp及びモータリングによって求めたフリクショントルクτFを代入する一方で往復慣性トルクτM=0として角速度の微分値を求め、その値を積分すれば往復慣性力の影響が除外された角速度ωを求めることができる。そして、このようにして求めた2つの角速度ωの差が、往復慣性力の影響を表す角速度変化量ωMとなる。図8は往復慣性トルクτMを考慮したクランク角速度(実線)と、往復慣性トルクτMを考慮しない(τM=0)クランク角速度(破線)との計算結果をそれぞれ示す。両クランク角速度の最大値の差ωMが、図2に示したクランク角速度ωbとωb′との差(ωb−ωb′)に相当する。 Further, by obtaining the angular velocity ω with the reciprocating inertia torque τ M = 0 in the equation (9), the angular velocity ω excluding the influence of the reciprocating inertia force can be obtained. That is, while substituting the indicated torque τ p based on the combustion pressure P and the friction torque τ F obtained by motoring in the equation (8 ′), the differential value of the angular velocity is obtained with the reciprocating inertia torque τ M = 0, and the value Is integrated to obtain the angular velocity ω from which the influence of the reciprocating inertia force is excluded. Then, the difference between the two angular velocities ω thus obtained becomes an angular velocity change amount ω M that represents the influence of the reciprocating inertia force. Figure 8 shows a crank angular speed (solid line) in consideration of the reciprocating inertia torque tau M, reciprocating does not consider the inertia torque τ M (τ M = 0) of the crank angular speed (dashed line) computed respectively. The difference ω M between the maximum values of the two crank angular velocities corresponds to the difference (ω b −ω b ′) between the crank angular velocities ω b and ω b ′ shown in FIG.
以上の算出手順により、特定のエンジン回転数及び負荷における角速度変化量ωMを求めることができる。このような算出手順をエンジン1の運転領域内から選択した代表的な回転数及び負荷の組み合わせに関してそれぞれ実施することにより、図2(b)に示す角速度変化量ωMbを求めることができる。
The angular velocity change amount ω M at a specific engine speed and load can be obtained by the above calculation procedure. By carrying out such a calculation procedure for each representative combination of rotational speed and load selected from the operating range of the
ところで、図1では往復慣性力の影響による角速度ωMの変化が最大値ωbの付近で現れるものとして示したが、図8の計算例では往復慣性力の影響による角速度ωの変化がTDC付近にも現れている。このような場合、クランク角速度ωaに関しても上記と同様の手順で往復慣性力の影響による角速度の変化量ωMaを求め、これを図2(a)に示すようにマップに記憶することが望ましい。この場合、上述した式(3)は次式(10)の通りに修正すればよい。
次に、ECU6によるトルク推定手順について図9及び図10を参照して説明する。なお、以下ではクランク角速度ωa、ωbの両者について往復慣性力の影響を補正するものとして説明する。図9はECU6がトルクを推定するために一定周期で繰り返し実行するトルク推定ルーチンを示している。このトルク推定ルーチンの最初のステップS1において、ECU6はクランク角速度ωaの検出時期か否かをクランク角センサ5の出力信号に基づいて判別する。クランク角速度ωaの検出時期は、圧縮行程末期から爆発行程初期にかけての間に設定された第1のクランク角度範囲内にてクランク角速度ωa′が検出されるように設定される。
Next, a torque estimation procedure by the
ステップS1にてクランク角速度ωaの検出時期と判別した場合、ECU6はステップS2へ進んでクランク角速度ωa′を検出する。一例として、各気筒1a〜1dの圧縮行程上死点TDCを示す信号がクランク角センサ5から出力される場合、ECU6はそのTDCの検出信号から、ロータ4の次の凸部の検出信号がクランク角センサ5から出力されるまでの時間間隔を取得することによりクランク角速度ωa′を検出する。この場合の時間間隔はロータ4に設けられた凸部のピッチに依存し、厳密にはステップS2でクランク角センサ5の出力信号の時間間隔におけるクランク角速度の平均値を検出することになるが、その検出値が一回の爆発行程におけるクランク角速度ωの最小値を最もよく表すように検出時期を設定すればよい。
If it is determined that the detection timing of the crank angular speed omega a step S1,
クランク角速度ωa′を検出した後、ECU6はステップS3に進み、往復慣性力の影響を表すクランク角速度の補正量ωMaを図2(a)のマップから取得するために図10の図10の補正量ωM取得ルーチンを実行する。図10のルーチンの内容は後述する。続くステップS4において、ECU6はクランク軸2の捻りによる角速度の補正量ωTを取得する。次のステップS5において、ECU6は式(9)に基づいてクランク角速度ωaを算出する。その後、ECU6はステップS6へ進む。ステップS1にてクランク角速度ωaの検出時期ではないと判断した場合、ECU6はステップS2〜S5の処理をスキップしてステップS6へ進む。
After detecting the crank angular velocity ω a ′, the
ステップS6において、ECU6はクランク角速度ωb′の検出時期か否かをクランク角センサ5の出力信号に基づいて判別する。クランク角速度ωb′の検出時期は、爆発行程中の第2のクランク角度範囲内にてクランク角速度ωb′が検出されるように設定される。そして、検出時期と判別した場合、ECU6はステップS7に進んでクランク角速度ωb′を検出する。上記の例であれば、ECU6はATDC90°に対応した検出信号をクランク角センサ5が出力してから、ロータ4の次の凸部の検出信号がクランク角センサ5から出力されるまでの時間間隔を取得することによりクランク角速度ωb′を検出する。この場合の時間間隔も、ロータ4に設けられた凸部のピッチに依存し、厳密にはステップS7でクランク角センサ5の出力信号の時間間隔におけるクランク角速度の平均値を検出することになるが、その検出値が一回の爆発行程におけるクランク角速度ωの最大値を最もよく表すように検出時期を設定すればよい。
In step S6, the
クランク角速度ωb′を検出した後、ECU6はステップS8に進み、往復慣性力の影響を表すクランク角速度の補正量ωMbを図2(b)のマップから取得するために図10の図10の補正量ωM取得ルーチンを実行する。続くステップS9において、ECU6はエンジン1の過渡運転に伴う角速度の補正量ωcを取得する。その後、ECU6はステップS10へ進み、式(9)に基づいてクランク角速度ωbを算出する。その後、ECU6はステップS11へ進み、ステップS5及びステップS10にてそれぞれ算出したクランク角速度ωa、ωbを用いて式(2)により変化量Δω2を求め、その変化量に基づいて気筒が発生する平均軸トルクTeの推定値を式(1)により算出する。トルクTeの推定後は今回のルーチンを終える。ステップS6にてクランク角速度ωbの検出時期ではないと判断した場合、ECU6はステップS7〜S11の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。
After detecting the crank angular velocity ω b ′, the
次に、図10の補正量ωM取得ルーチンを説明する。補正量ωM取得ルーチンにおいて、ECU6はステップS101でクランク角センサ5の出力信号に基づいてエンジン1の回転数Neを検出し、続くステップS102でアクセル開度センサ8の出力信号に基づいてエンジン1の負荷Qを検出する。その後、ECU6はステップS103に進み、今回のルーチンで取得した回転数Ne及び負荷Qに対応した補正量ωMa又はωMbを図2(a)又は(b)のマップから取得して図9の処理に戻る。なお、図9のステップS3のサブルーチンとして図10のルーチンを実行する場合には図2(a)のマップを、図9のステップS8のサブルーチンとして図10のルーチンを実行する場合には図2(b)のマップをそれぞれ選択する。
Next, the correction amount omega M acquisition routine of FIG. In the correction amount ω M acquisition routine, the
以上の処理によれば、往復慣性力の影響を表すクランク角速度の補正量ωMがエンジン1の回転数Neと負荷Qとに対応付けて適宜に選択され、その補正量ωMに基づいてクランク角速度の検出値ωa′、ωb′が補正されてからトルク推定が行われる。従って、エンジン1の回転数のみと対応付けて往復慣性力の影響を特定する従来技術と比べて、変化量Δω2がエンジン1の運転状態をより正確に反映したものとなり、それによりトルクの推定精度が向上する。しかも、燃焼圧を供試エンジンによって計測しつつ補正量ωMをエンジン回転数及び負荷に対応付けて算出してマップを作成し、これをECU6の記憶装置7に記憶しているので、ECU6がトルク推定を行う際には燃焼圧を取得する必要がない。これにより、燃焼圧センサを設ける必要がなくなる利点がある。また、補正量ωMをECU6が算出する必要がないので、ECU6の演算負荷が軽減される。
According to the above processing, the correction amount ω M of the crank angular speed representing the influence of the reciprocating inertia force is appropriately selected in association with the rotational speed Ne of the
[第2の形態]
次に、本発明の第2の形態を説明する。この形態では、上述した図2のマップを省略し、これに代えて図11に示すようにエンジン1に燃焼圧センサ21を装着して燃焼圧を検出し、その検出値に基づいて上述した補正量ωMの算出をECU6にて実行する。なお、燃焼圧センサ21は少なくとも一つの気筒に設ければよい。図11の例ではフライホイール12に最も近い#4気筒1dのみに燃焼圧センサ21を設けている。フライホイール12に最も近い気筒においてクランク軸2の捻りの影響が最も小さくなるためである。なお、図11において図1と共通する部分には同一符号を付してある。
[Second form]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the map of FIG. 2 described above is omitted, and instead of this, as shown in FIG. 11, the
また、上記の説明から明らかなように、燃焼圧から補正量ωMを算出するためにはフリクショントルクτFを知る必要がある。そこで、この形態ではモータリングにより計測したフリクショントルクτFをエンジン回転数Neやエンジン水温Twの引数と対応付けたマップを図12のように作成し、これを記憶装置7に記憶して補正量ωMの算出に利用する。そのため、図11に示すようにECU6にはフリクショントルクτFを取得するために必要な水温センサ22等が接続される。
Further, as apparent from the above description, it is necessary to know the friction torque τ F in order to calculate the correction amount ω M from the combustion pressure. Therefore, in this embodiment, a map in which the friction torque τ F measured by motoring is associated with arguments of the engine speed Ne and the engine water temperature Tw is created as shown in FIG. to use in the calculation of ω M. Therefore, a
第2の形態においてもECU6は図9のトルク推定ルーチンを実行してトルクを推定するが、往復慣性力の影響を表す補正量ωMを取得するためのサブルーチンとして、ECU6は図10のルーチンに代えて図13のルーチンを実行する。図13の補正量ωM取得ルーチンにおいて、ECU6はまずステップS201で燃焼圧Pを取得する。なお、一気筒のみに燃焼圧センサ21を設ける場合、クランク軸2が所定角度回転する間、例えば4サイクルに相当する720°回転する間に燃焼圧Pの計測を一回実施してその計測値を次回以降の制御における全気筒の燃焼圧PとしてステップS1で取得してもよい。あるいは、所定角度範囲で燃焼圧Pの計測を複数回実施してそれらの計測値を代表する値(一例として平均値)を次回以降の制御における燃焼圧PとしてステップS1で取得してもよい。エンジン1が過渡状態で運転されている場合の燃焼圧Pの変化がトルク推定精度に影響を与える場合には、エンジン1が定常状態で運転されているか否かを判別し、定常状態と判断された場合に限って燃焼圧Pを取得してもよい。
Even in the second embodiment, the
続くステップS202において、ECU6は取得した燃焼圧Pを(6)式に代入して図示トルクτPを算出する。次のステップS203において、ECU6は図12のマップを利用して現在のエンジン回転数Ne及び水温Twに対応したフリクショントルクτFを取得する。次のステップS204において、ECU6は、(8)式を利用して往復慣性トルクτM=0としたときの軸トルクτnRを算出し、続くステップS205では、得られたトルクτp、τF及びτnRを(9)式に代入してクランク角速度ωRを求める。ここで求めるクランク角速度ωRは往復慣性トルクτMの影響を含まないクランク角速度である。
In subsequent step S202,
続くステップS206において、ECU6は過去に実行した補正量ωM取得ルーチンにて算出したクランク角速度ω(ステップS210で求める値)の演算値が存在するか否かを判断する。つまり、今回のルーチンが補正量ωMの演算に関して最初に実行されたものか否かを判断する。例えばエンジン1の始動時に記憶装置7のRAM等を初期化して過去の演算結果を消去する場合には、始動後に図13のルーチンが最初に実行されるときステップS206の条件が否定され、2回目以降のルーチンにおいてステップS206の条件が肯定される。
In subsequent step S206,
ステップS206の条件が否定された場合、ECU6はステップS207へ進んでクランク角速度ωの初期値ωinitを設定する。初期値ωinitはクランク角センサ5の出力信号を利用して定める。例えば、ステップS207の処理を実行する時点におけるクランク角速度の検出値の平均値、より詳しくはステップS207の実行時等を基準として所定角度(180°や720°)遡った範囲における平均値を初期値ωinitとして設定する。一方、ステップS206の条件が肯定された場合、ECU6はステップS208へ進み、前回のルーチン実行時にステップS210で算出されたクランク角速度ωを今回のステップS208において軸トルクτMの算出に利用する角速度ωとして設定する。
If the condition in step S206 is negative, the
ステップS207又はS208にて角速度ωを設定した後、ECU6はステップS209へ進み、設定された角速度ωを利用して式(7)により往復慣性トルクτMを算出する。次に、ECU6はステップS210へ進み、式(9)を利用してクランク角速度ωを算出する。ここで求めるクランク角速度ωは往復慣性力の影響を考慮した値である。
After setting the angular velocity ω in step S207 or S208, the
続いて、ECU6はステップS205で求めたクランク角速度ωRからステップS210で求めたクランク角速度ωを差し引くことにより、往復慣性力の影響を表すクランク角速度の補正量ωM(=ωR−ω)を求める。以上の処理を終えた後、ECU6は図9の処理に戻る。なお、図13のルーチンを図9のステップS3に対応するサブルーチンとして実行する場合には補正量ωMが角速度ωaに対応する補正量ωMaとなり、図9のステップS8に対応するサブルーチンとして実行する場合には補正量ωMが角速度ωbに対応する補正量ωMbとなる。
Subsequently, the
以上の形態によれば、トルクの推定対象となるエンジン1そのもので計測した燃焼圧Pに基づいて補正量ωMを求めているので、第1の形態と比較してさらに高精度にトルクを推定することができる。特に、回転数及び負荷が同一であっても、トルクに影響する他のエンジン制御パラメータ、例えば燃焼噴射時期や燃料噴射量が異なる場合にもそれらの変化を反映した補正量ωMを求められる利点がある。なお、補正量ωMの算出に関しては、燃焼圧センサ21が検出する燃焼圧Pを利用して他の気筒の燃焼圧を推定し、それぞれの燃焼圧の推定値を利用して各気筒につき図13のルーチンを実行して気筒毎の補正量ωMを求めるようにしてもよい。あるいは、燃焼圧センサ21が設けられた気筒のみ図13のルーチンを実行し、他の気筒については図13のルーチンで求めた補正量ωMを利用して第1の形態と同様にトルク推定を実行してもよい。いずれの場合でも、単一の気筒のみに燃焼圧センサ21を設け、その検出値に基づいて全気筒の補正量ωMを求めているので、全ての気筒の燃焼圧を実測する必要がなく、トルク推定に必要な燃焼センサの個数を削減し、エンジン1の組み立て工数や部品点数を削減することができる。
According to the above embodiment, since the seek correction amount omega M based on the combustion pressure P measured in the
以上の形態では、図10又は図13のルーチンを実行することによりECU6が補正量取得手段として機能し、図9のステップS5及びステップS10を実行することによりECU6が角速度補正手段として機能し、図9のステップS11を実行することによりECU6がトルク推定手段として機能する。但し、本発明は上記の形態に限らず種々の形態にて実施してよい。
In the above embodiment, the
例えば、第2の形態では燃焼圧センサ21により燃焼圧Pを実測したが、燃焼圧Pの取得はこれに限らない。ECU6上にエンジン1の運転モデルを実装して運転状態に対応した燃焼圧を推定してもよい。第2の形態では、往復慣性トルクτMを考慮した角速度ωをECU6の演算により求めたが、クランク角センサ5の出力信号に基づいて検出される角速度は往復慣性力の影響を含むものであり、図8の実線で示す角速度に相当する。従って、往復慣性力を考慮した角速度ωの演算に代えてクランク角センサ5による角速度の検出値を使用し、燃焼圧Pに基づく図示トルクτPと図12のマップで取得したフリクショントルクτFとから往復慣性力の影響を除外した角速度ω(図8の破線に相当)を(9)式に従ってECU6で算出し、それらの差から補正量ωMを求めるようにしてもよい。ECU6とは別のコンピュータユニットにより図13の各演算を行ってもよい。この場合、補正量ωM取得ルーチンは図14に示すように構成すればよい。すなわち、図13のステップS201〜S205までを同様に実行して往復慣性力の影響が含まれたクランク角速度ωRを求め、これに続いてステップS211でクランク角速度ωRから、クランク角センサ5の出力信号に基づくクランク角速度の検出値ωを差し引いて補正量ωMを求めればよい。
For example, in the second embodiment, the combustion pressure P is measured by the
上述した第1及び第2の形態では第1のクランク角速度ωa及び第2のクランク角速度ωbの両者につき往復慣性力の影響を表す補正量ωMa、ωMbを求めたが、本発明では第2のクランク角速度ωbのみを補正量ωMによって補正してもよい。すなわち、角速度運動エネルギーの変化量Δω2とトルクTeとの比例関係を正確に保つためには両角速度ωa、ωbを往復慣性力の影響を表す補正量ωMにて補正することが望ましいが、ATDC90°付近の第2のクランク角度範囲にて現れる往復慣性力の影響を受けた角速度の低下を補償する目的に限れば、(3)式に示したように、第2のクランク角速度ωbについてのみ補正量ωMを利用した補正を行なうようにすればよい。
In the first and second embodiments described above, the correction amounts ω Ma and ω Mb representing the influence of the reciprocating inertia force are obtained for both the first crank angular velocity ω a and the second crank angular velocity ω b. only the second crank angular speed omega b may be corrected by the correction quantity omega M. In other words, it in order to maintain a proportional relationship between the angular velocity the kinetic energy of the variation [Delta] [omega 2 and the torque T e exactly the correcting by the correction amount omega M representing the influence of the reciprocating inertia force of both angular velocity omega a, omega b Desirably, as long as it is limited to the purpose of compensating for the decrease in angular velocity affected by the reciprocating inertia force appearing in the second crank angle range near
上記の各形態では、エンジン1のピストン10の中心線上にクランク軸2の中心が存在する場合(図7)について説明したが、本発明は図14に示すようにピストン10の中心線とクランク軸2の中心とが互いにずれているいわゆるオフセットクランク機構を有するエンジンにも適用できる。以下、オフセットクランク機構の場合の補正量ωMの計算例を説明する。なお、図14において、Lはピストンピンからクランクピンまでのコンロッド長さ、Rはクランクピンの旋回半径、eはクランクオフセット量、αはオフセット角、βはコンロッド傾き角、θはクランク角である。
In each of the above embodiments, the case where the center of the
図15のオフセットクランク機構において、燃焼圧Pと図示トルクτpとの関係は次式(11)のように表すことができる。
往復慣性トルクτMはクランク角θにおけるピストン10の加速度推定値をapiston(θ)とすれば、次式(14)で表すことができる。
以上より、クランク角θにおけるピストンスピードVpiston(θ)は次式(15)にて表すことができる。
1 エンジン(内燃機関)
1a、1b、1c、1d 各気筒
2 クランク軸
3 クランク角検出装置
4 ロータ
5 クランク角センサ(クランク角信号出力手段)
6 エンジンコントロールユニット(補正量取得手段、角速度補正手段、トルク推定手段)
7 記憶装置
8 アクセル開度センサ
10 ピストン
11 コンロッド
12 フライホイール
21 燃焼圧センサ(燃焼圧取得手段)
22 水温センサ
1 engine (internal combustion engine)
1a, 1b, 1c, 1d Each
6 Engine control unit (correction amount acquisition means, angular velocity correction means, torque estimation means)
7
22 Water temperature sensor
Claims (12)
前記第2のクランク角度範囲にて発生する、内燃機関の負荷に応じた往復慣性力の影響を表すクランク角速度の変化量を前記第2のクランク角速度の補正量として求める工程と、
求められた第2のクランク角速度の補正量により前記第2のクランク角速度の検出値を補正する工程と、
補正された第2のクランク角速度を利用して前記トルクを推定する工程と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のトルク推定方法。 During an explosion stroke in which a first crank angular velocity is detected within a first crank angle range set between the end of the compression stroke and the beginning of the explosion stroke, and a predetermined crank angle is separated from the first crank angle range. A torque estimation method for an internal combustion engine that detects a second crank angular speed in a second crank angle range set to, and estimates torque generated in a cylinder based on the first and second crank angular speeds;
Obtaining a change amount of a crank angular speed that represents an influence of a reciprocating inertia force according to a load of the internal combustion engine generated in the second crank angle range as a correction amount of the second crank angular speed;
Correcting the detected value of the second crank angular speed based on the obtained correction amount of the second crank angular speed;
Estimating the torque using the corrected second crank angular velocity;
A torque estimation method for an internal combustion engine, comprising:
求められた第1のクランク角速度の補正量により前記第1のクランク角速度の検出値を補正する工程と、
補正された第1及び第2のクランク角速度をそれぞれ利用して前記トルクを推定する工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のトルク推定方法。 Obtaining a change amount of a crank angular speed, which represents an influence of a reciprocating inertia force according to a load of the internal combustion engine, generated in the first crank angle range as a correction amount of the first crank angular speed;
Correcting the detected value of the first crank angular speed based on the obtained correction amount of the first crank angular speed;
Estimating the torque using the corrected first and second crank angular velocities, respectively;
The torque estimation method according to claim 1, further comprising:
前記クランク角信号出力手段の出力信号に基づいて、圧縮行程末期から爆発行程初期までの間に設定された第1のクランク角度範囲内にて第1のクランク角速度を、前記第1のクランク角度範囲から所定のクランク角を隔てた爆発行程中に設定された第2のクランク角度範囲にて第2のクランク角速度をそれぞれ検出するクランク角速度検出手段と、
前記第1及び第2のクランク角速度に基づいて気筒で発生するトルクを推定するトルク推定手段と、を備えた内燃機関のトルク推定装置において、
前記第2のクランク角度範囲にて発生する、内燃機関の負荷に応じた往復慣性力の影響を表すクランク角速度の変化量を前記第2のクランク角速度の補正量として求める補正量取得手段と、
求められた第2のクランク角速度の補正量により前記第2のクランク角速度の検出値を補正する角速度補正手段と、を備え、
前記トルク推定手段は、補正された第2のクランク角速度を利用して前記トルクを推定する、ことを特徴とする内燃機関のトルク推定装置。 Crank angle signal output means for outputting a signal corresponding to the crank angle;
Based on the output signal of the crank angle signal output means, the first crank angular speed is set within the first crank angle range set between the end of the compression stroke and the initial stage of the explosion stroke. Crank angular speed detection means for detecting a second crank angular speed in a second crank angle range set during an explosion stroke separated from the crank angle by a predetermined crank angle;
A torque estimation device for an internal combustion engine, comprising: a torque estimation unit that estimates torque generated in a cylinder based on the first and second crank angular velocities;
A correction amount obtaining means for obtaining, as a correction amount for the second crank angular velocity, a change amount of the crank angular velocity that represents the influence of the reciprocating inertia force according to the load of the internal combustion engine that occurs in the second crank angle range;
Angular velocity correction means for correcting the detected value of the second crank angular velocity based on the obtained correction amount of the second crank angular velocity,
The torque estimation device for an internal combustion engine, wherein the torque estimation means estimates the torque by using the corrected second crank angular velocity.
前記角速度補正手段は、前記第2のクランク角速度の補正に加えて、求められた第1のクランク角速度の補正量により前記第1のクランク角速度の検出値を補正し、
前記トルク推定手段は、補正された第1及び第2のクランク角速度をそれぞれ利用して前記トルクを推定する、
ことを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載のトルク推定装置。 The correction amount acquisition means, in addition to the correction amount of the second crank angular speed, changes in the crank angular speed representing the influence of the reciprocating inertia force generated in the first crank angle range according to the load of the internal combustion engine. An amount as a correction amount of the first crank angular velocity,
The angular velocity correction means corrects the detected value of the first crank angular velocity based on the obtained correction amount of the first crank angular velocity in addition to the correction of the second crank angular velocity,
The torque estimation means estimates the torque using the corrected first and second crank angular velocities, respectively.
The torque estimation device according to any one of claims 7 to 9, wherein
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| JP2004302524A Pending JP2006112373A (en) | 2004-10-18 | 2004-10-18 | Torque estimation method and apparatus for internal combustion engine |
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008255932A (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Toyota Motor Corp | In-cylinder pressure estimation method and cylinder pressure estimation apparatus for internal combustion engine |
| JP2010223079A (en) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Toyota Motor Corp | In-cylinder pressure sensor failure diagnosis device |
| JP2013007307A (en) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Isuzu Motors Ltd | Control method of idling stop of internal combustion engine, and idling stop system |
| JP2017082662A (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-18 | 富士通株式会社 | Engine torque estimation device, engine torque estimation system, and engine torque estimation method |
| CN118801766A (en) * | 2024-09-10 | 2024-10-18 | 万向钱潮股份公司 | A motor angle correction method for an electromechanical brake system based on model compensation |
-
2004
- 2004-10-18 JP JP2004302524A patent/JP2006112373A/en active Pending
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