(57)【要約】【課題】少なくともスロットル開度を制御する内燃機関（エンジン１）の制御装置において、トルク要求だけでなくそれ以外の他の要求も勘案して目標スロットル開度を算出する場合を含めて、制御演算の異常を正確に判定できるようにする。【解決手段】トルク要求に対応するスロットル開度の第１の要求値と他の要求に対応する第２の要求値とのいずれかを選択し、この選択した要求値から目標スロットル開度を算出する目標開度算出部（スロットル開度の調停部５４１）を備える。第１の要求値が選択される場合、異常判定部５６０により、第１の要求値と目標スロットル開度との偏差の大きさによって異常を判定する。第２の要求値が選択される場合は、目標スロットル開度が所定の上限値以上であるか否かによって、異常を判定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともスロットル開度を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関へのトルク要求に対応するスロットル開度の第１の要求値と、それ以外の他の要求に対応するスロットル開度の第２の要求値とのいずれかを選択するとともに、この選択した要求値から目標スロットル開度を算出する目標開度算出部と、
前記目標開度算出部において前記第１の要求値が選択される場合、この第１の要求値と前記目標スロットル開度との偏差の大きさによって異常を判定する一方、前記第２の要求値が選択される場合は、前記目標スロットル開度が所定の上限値以上であるか否かによって異常を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記異常判定部は、前記目標開度算出部において前記第２の要求値が選択される場合、内燃機関の状態に関連する所定の情報を参照して、当該内燃機関の状態では前記他の要求が発生しないときにも異常と判定する、内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記他の要求が内燃機関の始動時にのみ発生する要求であり、
前記所定の情報はエンジン回転数であって、エンジン回転数が所定回転数以上であれば異常と判定する、内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項２または３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記他の要求が内燃機関の停止時にのみ発生する要求であり、
前記所定の情報は燃料噴射量であって、燃料噴射量が零でなければ異常と判定する、内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、
前記第２の要求値は、複数の他の要求に対応して複数、存在するとともに、それぞれの第２の要求値の信号には選択の優先順位の情報が随伴されており、
前記目標開度算出部は、前記優先順位の情報に従って、前記第１の要求値と複数の第２の要求値とのうちから、いずれか１つの要求値を選択する、内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、
前記異常判定部は、前記目標開度算出部において前記第２の要求値が選択される場合、前記優先順位の最も高い第２の要求値について異常の判定を行う、内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関連し、特に、内燃機関の各種の機能に関する要求を調停して目標スロットル開度を算出するようにしたものに係る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の動力システムにおいて、内燃機関の例えばスロットルバルブやイグナイタなど複数のアクチュエータを協調制御することによって、トルク要求を実現する、いわゆるトルクデマンド制御は公知である。例えば特許文献１に記載のトルク制御装置では、機関トルクを増大させるときに、その増分を２つに分けてスロットル開度および点火時期の要求値に反映させ、スロットルバルブおよびイグナイタの動作によるトルク増分が合わさって目標トルクを実現するようにしている。
【０００３】
また、前記の例では、スロットル開度の制御によるトルクの変化の応答感度と、点火時期の制御によるトルクの変化の応答感度とが異なることに着目して、その応答感度の低い順に分配優先順位を設定している。
【０００４】
そのような制御装置においては、例えばＲＡＭ化けやＲＡＭ値異常などの演算上の異常によって目標スロットル開度が過大になってしまい、意図しない過剰なトルクの発生によってドライバが違和感を覚えることがある。この点について前記特許文献１の段落0159，0160等には、目標トルク（トルク要求）とアクチュエータ（スロットルバルブ）への指令値との差分に基づいて、目標トルク信号を生成する機能に異常が発生しているか否か判定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−６４００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般的に内燃機関のスロットル開度を決めるための要求としては、主としてドライバのアクセル操作などに応じて設定されるトルク要求以外にも、始動や部品保護、ＯＢＤ（On-Boad Diagnostics）などの要求もある。例えば、ドライバがアクセルペダルを踏み込んでいても、機関回転数の過度の上昇を抑えるために吸入空気量を制限することがあり、このときにはスロットル開度を所定値までに制限する要求が発生する。
【０００７】
そして、このような要求に基づいてスロットル開度が制御されるときには、スロットルモータへの指令値、即ち目標スロットル開度がトルク要求とは大きく異なる値になるので、前記従来例のように両者の差分に基づいて異常を判定するようにしていると、誤って異常が発生していると判定する虞がある。
【０００８】
かかる点に鑑みて本発明の目的は、内燃機関の制御装置においてトルク要求だけでなくそれ以外の他の要求も勘案して目標スロットル開度を算出する場合を含めて、制御演算の異常を正確に判定できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために本発明では、目標スロットル開度の算出がトルク要求またはそれ以外の要求のいずれに基づいて行われたかによって、異常の判定方法を切り替えるようにした。
【００１０】
すなわち、本発明は、少なくともスロットル開度を制御する内燃機関の制御装置を対象とする。そして、前記内燃機関へのトルク要求に対応するスロットル開度の第１の要求値と、それ以外の他の要求に対応するスロットル開度の第２の要求値とのいずれかを選択するとともに、この選択した要求値から目標スロットル開度を算出する目標開度算出部と、当該目標開度算出部において前記第１の要求値が選択される場合、この第１の要求値と前記目標スロットル開度との偏差の大きさによって異常を判定する一方、前記第２の要求値が選択される場合は、前記目標スロットル開度が所定の上限値以上であるか否かによって異常を判定する異常判定部と、を備えている。
【００１１】
前記の発明特定事項により、制御装置の目標開度算出部では、内燃機関へのトルク要求に対応するスロットル開度の第１の要求値と、それ以外の他の要求に対応する第２の要求値とのいずれかが選択され、これに基づいて目標スロットル開度が算出される。例えば、内燃機関の運転中に第１の要求値が選択されることで、トルク要求に対応してスロットル開度が制御されるようになり、ドライバビリティに優れた制御が実現する。
【００１２】
このように第１の要求値に基づいてスロットル開度が制御される場合は、異常判定部において第１の要求値と目標スロットル開度との偏差の大きさによって異常を判定することができる。一方、例えば内燃機関の始動の際や過回転の防止など、トルク要求以外の他の要求に対応する第２の要求値が選択されると、これに対応するようにスロットル開度が制御されるので、機関トルクはトルク要求とは異なる大きさになる。
【００１３】
この場合には、前記異常判定部において目標スロットル開度が所定の上限値以上であるか否かによって異常を判定することができる。例えばアイドル状態において目標スロットル開度が１５度以上、開いていれば、異常があると判定することができる。つまり、トルク要求だけでなくそれ以外の他の要求も勘案して目標スロットル開度を算出する場合にも、制御演算の異常を正確に判定できる。
【００１４】
好ましくは前記異常判定部は、前記目標開度算出部において前記第２の要求値が選択される場合、内燃機関の状態に関連する所定の情報を参照して、当該内燃機関の状態では前記他の要求が発生しないときにも異常と判定するようにしてもよい。こうすれば、演算の異常の結果として算出される目標スロットル開度が上限値未満であっても、異常を判定できる可能性がある。
【００１５】
具体的には、例えば、前記他の要求が内燃機関の始動時にのみ発生する要求である場合、エンジン回転数はあまり高くはならないはずなので、前記所定の情報としてエンジン回転数を参照し、所定回転数以上であれば異常と判定するようにしてもよい。また、例えば、前記他の要求が内燃機関の停止時にのみ発生する要求である場合には、燃料噴射は行われないはずなので、前記所定の情報として燃料噴射量を参照し、これが零でなければ異常と判定するようにしてもよい。
【００１６】
ところで、内燃機関へのトルク要求以外の他の要求として、例えば始動要求、フェールセーフ要求、部品保護要求、ＯＢＤ要求などが挙げられるが、これらの要求は、トルク要求のように内燃機関の通常の運転中に満たされる基本的なものとは異なっている。例えば、フェールセーフや部品保護の要求には緊急性があり、これらの要求が生じた場合には、トルク要求に比べて優先度が高い。また、始動やＯＢＤなどは通常の運転とは異なる特定の状況での要求であるが、これら特定の状況においては優先度の高い要求である。
【００１７】
これら要求の優先度を考慮して、例えば始動、フェールセーフ、部品保護、ＯＢＤなどの複数の他の要求に対応して、前記第２の要求値が複数、存在する場合には、それぞれの要求値の信号に選択の優先順位の情報を随伴させることが好ましい。そして、前記目標開度算出部において、前記優先順位の情報に従って前記第１の要求値と複数の第２の要求値とのうちから、いずれか１つの要求値を選択するようにすれば、こうして選択した適切な要求値に基づいて、そのときどきの機関状態に適したスロットル制御を実現できる。
【００１８】
そうして複数の第２の要求値の信号に優先順位の情報が随伴されていれば、その優先順位の情報からいずれの要求値が選択されたか判断することができる。そこで、前記異常判定部は、前記目標開度算出部において前記第２の要求値が選択される場合、前記優先順位の最も高い第２の要求値について異常の判定を行うようにすればよく、こうすれば判定の迅速化が図られる。
【発明の効果】
【００１９】
以上、説明したように本発明に係る内燃機関の制御装置によると、トルク要求に応じて目標スロットル開度を算出する場合には、この両者の偏差の大きさに基づいて、制御の演算上の異常を判定することができるだけでなく、トルク要求以外の他の要求に応じて目標スロットル開度を算出する場合にも異常を正確に判定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の一例を示す構成図である。
【図２】実施の形態に係るＥＣＵの一例を示す構成図である。
【図３】実施の形態に係る制御装置の階層構造の一例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態におけるスロットル開度の要求値の調停の一例を示すブロック図である。
【図５】スロットル開度要求の調停部における異常判定の一例を示すブロック図である。
【図６】異常の判定の具体的な手順の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態では、本発明の制御装置を自動車に搭載される内燃機関（以下、エンジンという）、特に、火花点火式のエンジンに適用した場合について説明する。
【００２２】
−エンジンの構成例−
以下に、まず図１を参照して、実施形態に係る火花点火式エンジン１の構成の一例を説明する。図にはエンジン１の本体部分における１つの気筒２の構成のみを示しているが、エンジン１は例えば直列４気筒エンジンであって、シリンダブロック１ａに形成された気筒２内には、図の上下方向に往復動するようにピストン３が収容されている。シリンダブロック１ａの上部にはシリンダヘッド１ｂが組み付けられ、その下面とピストン３の上面との間が燃焼室となる。
【００２３】
ピストン３はコネクティングロッド４を介してクランクシャフト５に連結されていて、クランクシャフト５は、シリンダブロック１ａの下部のクランクケースに収容されている。クランクシャフト５にはロータ３０１ａが取り付けられ、その側方近傍には例えば電磁ピックアップからなるクランクポジションセンサ３０１が配設されている。クランクポジションセンサ３０１は、ロータ３０１ａの外周の歯が通過する際にパルス信号を出力する。この信号からエンジン回転数を算出することができる。
【００２４】
また、シリンダブロック１ａの側壁には気筒２を取り囲むようにウォータジャケットが形成され、ここにはエンジン冷却水ｗの温度を検出するように水温センサ３０３が配設されている。シリンダブロック１ａの下部は下方に向かって拡大されてクランクケースの上半分を構成し、その下方には、クランクケースの下半分を構成するようにオイルパン１ｃが取り付けられている。オイルパン１ｃには、エンジン各部に供給される潤滑油（エンジンオイル）が貯留されている。
【００２５】
一方、シリンダヘッド１ｂには気筒２内の燃焼室に臨むように点火プラグ６が配設されていて、その電極にはイグナイタ７から高電圧が供給されるようになっている。こうして高電圧を供給し点火プラグ６に通電するタイミング、即ちエンジン１の点火時期はイグナイタ７によって調整される。つまり、イグナイタ７は、エンジン１の点火時期を調整可能なアクチュエータであり、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）５００によって制御される。
【００２６】
また、シリンダヘッド１ｂには、気筒２内の燃焼室に臨んでそれぞれ開口するように、吸気ポート１１ａおよび排気ポート１２ａが形成されている。吸気ポート１１ａには吸気マニホールド１１ｂが連通していて、吸気通路１１における吸気の流れの下流側を構成している。また、排気ポート１２ａには排気マニホールド１２ｂが連通していて、排気通路１２における排気ガスの流れの上流側を構成している。
【００２７】
吸気通路１１の上流側には、図示は省略のエアクリーナの近傍に、吸入空気量を検出するエアフロメータ３０４（図２を参照）が配設され、その下流側に吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ８が配設されている。また、吸気通路１１（吸気マニホールド１１ｂ）には、エンジン１に吸入される前の空気の温度（吸気温）を検出する吸気温センサ３０７（図２を参照）も配設されている。
【００２８】
この例ではスロットルバルブ８は、図外のアクセルペダルとの機械的な連結が切り離されていて、電動のスロットルモータ８ａにより駆動されて、その開度が調整される。スロットル開度を検出するスロットル開度センサ３０５からの信号は、後述するＥＣＵ５００に送信される。ＥＣＵ５００は、エンジン１の運転状態に応じて好適な吸入空気量が得られるように、スロットルモータ８ａを制御する。つまり、スロットルバルブ８は、エンジン１の吸入空気量を調整するアクチュエータである。
【００２９】
前記のように燃焼室に臨む吸気ポート１１ａの開口は吸気バルブ１３によって開閉され、これにより吸気通路１１と燃焼室とが連通または遮断される。同様に排気ポート１２ａの開口は排気バルブ１４によって開閉され、これにより排気通路１２と燃焼室とが連通または遮断される。これら吸排気バルブ１３，１４の開閉駆動は、クランクシャフト５の回転がタイミングチェーンなどを介して伝達される吸気および排気の各カムシャフト１５，１６によって行われる。
【００３０】
この例では吸気カムシャフト１５の近傍に、特定の気筒２のピストン３が圧縮上死点に達したときにパルス信号を発生するカムポジションセンサ３０２が設けられている。カムポジションセンサ３０２は例えば電磁ピックアップからなり、前記のクランクポジションセンサ３０１と同様に、吸気カムシャフト１５に設けられたロータの回転に伴いパルス信号を出力する。
【００３１】
また、排気通路１２において排気マニホールド１２ｂの下流には、一例として三元触媒からなる触媒１７が配設されている。この触媒１７においては、気筒２内の燃焼室から排気通路１２に排気された排気ガス中のＣＯ、ＨＣの酸化およびＮＯｘの還元が行われ、それらを無害なＣＯ2、Ｈ2Ｏ、Ｎ2とすることで排気ガスの浄化が図られる。
【００３２】
この例では触媒１７の上流側の排気通路１２に空燃比（Ａ／Ｆ）センサ３０９が配設され、触媒１７の下流側の排気通路１２には、排気温センサ３０８と、Ｏ2センサ３１０とが配設されている。
【００３３】
−燃料噴射系−
次に、エンジン１の燃料噴射系について説明する。
【００３４】
エンジン１の各気筒２には、それぞれ燃焼室内に直接、燃料を噴射するように筒内噴射用インジェクタ２１が配設されている。４つの気筒２のそれぞれの筒内噴射用インジェクタ２１は共通の高圧燃料用デリバリパイプ２０に接続されている。また、エンジン１の吸気通路１１には、各吸気ポート１１ａ内に燃料を噴射するようにポート噴射用インジェクタ２２が配設されている。ポート噴射用インジェクタ２２も４つの気筒２にそれぞれ設けられ、共通の低圧燃料用デリバリパイプ２３に接続されている。
【００３５】
前記高圧燃料用デリバリパイプ２０および低圧燃料用デリバリパイプ２３への燃料供給は、燃料ポンプである低圧ポンプ２４および高圧ポンプ２５（以下、単に燃料ポンプ２４，２５ともいう）によって行われる。低圧ポンプ２４は、燃料タンク２６内の燃料を汲み上げて、低圧燃料用デリバリパイプ２３および高圧ポンプ２５に供給する。高圧ポンプ２５は、供給される低圧の燃料を所定以上の高圧にまで加圧して、高圧燃料用デリバリパイプ２０に供給する。
【００３６】
この例では高圧燃料用デリバリパイプ２０に、筒内噴射用インジェクタ２１に供給する高圧燃料の圧力（燃圧）を検出するための高圧燃料用燃圧センサ３１１（図２を参照）が配設され、低圧燃料用デリバリパイプ２３には、ポート噴射用インジェクタ２２に供給する低圧燃料の圧力（燃圧）を検出するための低圧燃料用燃圧センサ３１２（図２を参照）が配設されている。
【００３７】
筒内噴射用インジェクタ２１およびポート噴射用インジェクタ２２は、いずれも所定電圧が印加されたときに開弁して燃料を噴射する電磁駆動式のアクチュエータである。これらのインジェクタ２１，２２の動作（噴射量や噴射時期）並びに高圧ポンプ２５および低圧ポンプ２４の動作などは、後述するＥＣＵ５００によって制御される。
【００３８】
そして、インジェクタ２１，２２のいずれか一方または両方からの燃料噴射によって、気筒２内の燃焼室に空気と燃料ガスとの混合気が形成される。この混合気が点火プラグ６によって点火されて燃焼・爆発するときに生じる高温高圧の燃焼ガスにより、ピストン３が押し下げられてクランクシャフト５を回転させる。燃焼ガスは、排気バルブ１４の開弁に伴い排気通路１２に排出される。
【００３９】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ５００は、図２に模式的に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０３、および、バックアップＲＡＭ５０４などを備えている。
【００４０】
ＲＯＭ５０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＣＰＵ５０１は、ＲＯＭ５０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ５０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００４１】
以上のＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３およびバックアップＲＡＭ５０４は、バス５０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース５０５および出力インターフェース５０６と接続されている。
【００４２】
入力インターフェース５０５には、クランクポジションセンサ３０１、カムポジションセンサ３０２、水温センサ３０３、エアフロメータ３０４、スロットル開度センサ３０５、アクセル開度センサ３０６、吸気温センサ３０７、排気温センサ３０８、空燃比センサ３０９、Ｏ2センサ３１０、高圧燃料用燃圧センサ３１１、および、低圧燃料用燃圧センサ３１２などの各種センサ類が接続されている。
【００４３】
また、入力インターフェース５０５にはイグニッションスイッチ３１３も接続されており、このイグニッションスイッチ３１３がオン操作されると、スタータモータ（図示せず）によるエンジン１のクランキングが開始されるようになっている。一方、出力インターフェース５０６には、点火プラグ６のイグナイタ７、スロットルバルブ８のスロットルモータ８ａ、筒内噴射用インジェクタ２１、ポート噴射用インジェクタ２２、低圧ポンプ２４、および高圧ポンプ２５などが接続されている。
【００４４】
そして、ＥＣＵ５００は、前記した各種センサ３０１〜３１２やスイッチ３１３からの信号などに基づいて、前記イグナイタ７による点火プラグ６の通電制御、スロットルバルブ８（スロットルモータ８ａ）の制御、インジェクタ２１，２２の駆動制御による燃料噴射制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。これによってエンジン１の運転状態は、ドライバビリティ、排気ガスおよび燃費という基本的な機能要求がバランス良く満たされるよう、好適に制御される。
【００４５】
つまり、ＥＣＵ５００は、エンジン１の各種の機能に関する要求を複数のアクチュエータ（イグナイタ７、スロットルバルブ８，インジェクタ２１，２２等）の協調制御によって実現するものである。このＥＣＵ５００により実行される制御プログラムによって、本発明の実施形態である、少なくともスロットル開度を制御する内燃機関の制御装置が実現する。
【００４６】
−制御装置の階層構造−
次に、制御装置の構成について詳細に説明する。図３は、制御装置の各要素をブロックで示し、ブロック間の信号の伝達を矢印で示している。この例では制御装置は、５つの階層５１０〜５５０からなる階層型の制御構造を有し、最上位には要求発生階層５１０が、その下位には物理量調停階層５２０および制御量設定階層５３０が、さらにその下位には制御量調停階層５４０が設けられ、最下位に制御出力階層５５０が設けられている。
【００４７】
前記の５つの階層５１０〜５５０間では信号の流れは一方向であり、最上位の要求発生階層５１０から下位の物理量調停階層５２０へ、物理量調停階層５２０から下位の制御量設定階層５３０へ、さらに制御量設定階層５３０から下位の制御量調停階層５４０へ、と信号が伝達される。また、図示は省略するが、それらの階層５１０〜５５０とは独立して各階層５１０〜５５０にそれぞれ共通の信号を並列に配信する共通信号配信系統が設けられている。
【００４８】
階層５１０〜５５０間を伝達される信号と、共通信号配信系統により配信される信号とには次のような違いがある。階層５１０〜５５０間を伝達される信号はエンジン１の機能に関する要求を信号化したものであり、最終的にはアクチュエータ７，８，…（図の例ではイグナイタ７、スロットルバルブ８およびインジェクタ２１，２２を示す）の制御量に変換される信号である。これに対し、共通信号配信系統によって配信される信号は、要求を発生させたり制御量を演算したりする上で必要な情報を含んだ信号である。
【００４９】
具体的には、共通信号配信系統により配信される信号は、エンジン１の運転条件や運転状態に関する情報（エンジン回転数、吸入空気量、推定トルク、現時点の実点火時期、冷却水温度、運転モードなど）であり、その情報源はエンジン１に設けられた各種のセンサ３０１〜３１２や制御装置内部の推定機能などである。これらの情報は各階層５１０〜５５０で共通に利用される共通エンジン情報であるので、各階層５１０〜５５０に並列に配信することとすれば、階層５１０〜５５０間の通信量を削減できるだけでなく、階層５１０〜５５０間における情報の同時性を保つこともできる。
【００５０】
−要求発生階層−
以下、各階層５１０〜５５０の構成と、そこで行われる処理について上位の階層から順に説明する。まず、要求発生階層５１０には、複数の要求出力部５１１〜５１７が配置されている。ここでいう要求とはエンジン１の機能に関する要求（エンジン１に求められている性能とも言える）であり、要求出力部５１１〜５１７はエンジン１の機能毎に設けられている。エンジン１の機能は種々多様であり、エンジン１に何を求めるか、何を優先するかによって、要求発生階層５１０に配置する要求出力部の内容は異なってくる。
【００５１】
本実施形態では、エンジン１を車両のドライバの運転操作に応じて効率良く運転するとともに、自然環境の保護という要請にも応えるべく、基本的な機能としてドライバビリティ、排気ガス、燃費をバランス良く満たすことを制御の前提としている。このため要求発生階層５１０には、まず、ドライバビリティに関する機能に対応して要求出力部５１１が設けられ、排気ガスに関する機能に対応して要求出力部５１２が設けられ、燃費に関する機能に対応して要求出力部５１３が設けられている。
【００５２】
なお、本実施形態では、前記３つの基本的な機能要求以外の要求として、例えば、始動要求、フェールセーフ要求、部品保護要求、ＯＢＤ要求なども考慮している。このため、図３に表れているように要求発生階層５１０には、それぞれの要求に対応する要求出力部５１４〜５１７も設けられている。これらの要求出力部５１４〜５１７について詳しくは後述する。
【００５３】
前記の要求出力部５１１〜５１３は、エンジン１のドライバビリティ、排気ガスおよび燃費という基本的な機能要求を数値化して出力する。アクチュエータ７，８，…の制御量は、以下に説明するように演算によって決定されるので、要求を数値化することでアクチュエータ７，８，…の制御量に要求を反映させることが可能になる。本実施形態では、前記の基本的な機能要求については、エンジン１の動作に係る物理量で表現する。
【００５４】
その物理量としてはトルク、効率および空燃比の３種のみを用いる。エンジン１の出力（広義の出力）は主としてトルク、熱、排気ガス（熱と成分）ということができ、これらの出力は上述のドライバビリティ、排気ガス、燃費といった機能に関係している。そして、これらの出力を制御するためにはトルク、効率および空燃比の３種の物理量を決めればよいので、これら３種の物理量を用いて要求を表現し、アクチュエータ７，８，…の動作を制御することで、エンジン１の出力に要求を反映させることが可能になる。
【００５５】
図３では、一例として要求出力部５１１が、ドライバビリティに関する要求（ドラビリ要求）をトルクや効率で表現した要求値として出力している。例えば、要求が車両の加速であれば、その要求はトルクによって表現することができる。要求がエンストの防止であれば、その要求は効率（効率アップ）によって表現することができる。
【００５６】
また、要求出力部５１２は、排気ガスに関する要求を効率や空燃比で表現した要求値として出力している。例えば、要求が触媒１７の暖機であれば、その要求は効率（効率ダウン）によって表現することができるし、空燃比によっても表現することができる。効率ダウンによれば、排気ガス温度を高めることができ、空燃比によれば、触媒１７で反応がしやすい雰囲気にすることができる。
【００５７】
さらに、要求出力部５１３は、燃費に関する要求を効率や空燃比で表現した要求値として出力している。例えば、要求が燃焼効率の上昇であれば、その要求は効率（効率アップ）によって表現することができる。要求がポンピングロスの低減であれば、その要求は空燃比（リーンバーン）によって表現することができる。
【００５８】
なお、各要求出力部５１１〜５１３からそれぞれ出力される要求値は、各物理量につき１つには限定されない。一例として、要求出力部５１１からは、ドライバからの要求トルク（アクセル開度から計算されるトルク）だけでなく、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control system）、ＴＲＣ（Traction Control System）、ＡＢＳ（Antilock Brake System）、トランスミッション等の車両制御にかかる各種デバイスから要求されるトルクも同時に出力されている。効率に関しても同様である。
【００５９】
要求発生階層５１０には共通信号配信系統から共通エンジン情報が配信されている。各要求出力部５１１〜５１３では、共通エンジン情報を参照して出力すべき要求値を決定している。エンジン１の運転条件や運転状態によって要求の内容が変わるからである。例えば排気温センサ３０８により触媒温度が測定されている場合、要求出力部５１２では、その温度情報に基づいて触媒１７の暖機の必要性を判定し、判定結果に応じて効率要求値や空燃比要求値を出力する。
【００６０】
さて、上述のように、要求発生階層５１０の要求出力部５１１〜５１３からは、トルク、効率或いは空燃比で表現された複数の要求が出力されるが、それらの要求を全て同時に且つ完全に実現することはできない。複数のトルク要求があったとしても実現できるトルクは１つだからである。同様に、複数の効率要求に対して実現できる効率は１つであり、複数の空燃比要求に対して実現できる空燃比は１つである。このため、要求の調停という処理が必要となる。
【００６１】
−物理量調停階層−
物理量調停階層５２０では、要求発生階層５１０から出力される要求値の調停が行なわれる。物理量調停階層５２０には、要求の分類である物理量毎に調停部５２１〜５２３が設けられている。調停部５２１はトルクで表現された要求値を集約して１つのトルク要求値に調停する。調停部５２２は効率で表現された要求値を集約して１つの効率要求値に調停する。そして、調停部５２３は空燃比で表現された要求値を集約して１つの空燃比要求値に調停する。
【００６２】
これらの各調停部５２１〜５２３は、予め定められた規則に従って調停を行なう。ここでいう規則とは、例えば最大値選択、最小値選択、平均、或いは重ね合わせなど、複数の数値から１つの数値を得るための計算規則であり、それら複数の計算規則を適宜に組み合わせたものとすることもできる。但し、どのような規則とするかは設計に委ねられるものであって、本発明に関しては規則の内容に限定はない。
【００６３】
また、物理量調停階層５２０にも共通信号配信系統から共通エンジン情報が配信されており、各調停部５２１〜５２３において共通エンジン情報を利用することは可能である。例えば、エンジン１の運転条件や運転状態によって調停の規則を変更することができるが、以下に説明するように、エンジン１の実現可能範囲を考慮して規則を変更することは行なわない。
【００６４】
なお、調停部５２１〜５２３においては、エンジン１が実際に実現することができる上限トルクや下限トルクを調停に加味していない。また、他の調停部５２１〜５２３の調停結果も調停に加味していない。つまり、各調停部５２１〜５２３はそれぞれ、エンジン１の実現可能範囲の上下限や他の調停部の調停結果は加味せずに調停を行なっている。このことも制御の演算負荷の軽減に寄与している。
【００６５】
以上のように各調停部５２１〜５２３にて調停が行なわれることで、物理量調停階層５２０からは１つのトルク要求値と、１つの効率要求値と、１つの空燃比要求値とが出力される。そして、その下位の階層である制御量設定階層５３０では、これら調停されたトルク要求値、効率要求値および空燃比要求値に基づいて各アクチュエータ７，８，…の制御量が設定される。
【００６６】
−制御量設定階層−
本実施形態では、制御量設定階層５３０に１つの調整変換部５３１が設けられ、まず、物理量調停階層５２０にて調停されたトルク要求値、効率要求値および空燃比要求値の大きさを調整する。前述のように物理量調停階層５２０ではエンジン１の実現可能範囲は調停に加味されていないため、各要求値の大きさによっては、エンジン１を適正に運転できない可能性がある。そこで、調整変換部５３１は、エンジン１の適正運転が可能になるように各要求値を相互の関係に基づいて調整する。
【００６７】
制御量設定階層５３０よりも上位の階層では、トルク要求値、効率要求値および空燃比要求値はそれぞれが独立に演算され、演算に係る要素間で演算値が相互に使用されたり参照されたりすることはなかった。つまり、制御量設定階層５３０において初めてトルク要求値、効率要求値、空燃比要求値が相互に参照されることになる。調整対象はトルク要求値、効率要求値および空燃比要求値の３つに限定されるので、調整に要する演算負荷は小さくて済む。
【００６８】
前記の調整をどのように行なうかは設計に委ねられるものであって、本発明に関しては調整の内容に限定はない。但し、トルク要求値、効率要求値および空燃比要求値の間に優先順位がある場合には、より優先順位の低い要求値を調整（修正）するのが好ましい。例えば、優先順位が高い要求値は、できるだけそのままアクチュエータ７，８，…の制御量に反映し、優先順位が低い要求値は調整した上でアクチュエータ７，８，…の制御量に反映する。
【００６９】
こうすれば、エンジン１の適正運転が可能な範囲内で、優先順位が高い要求を十分に実現しつつ、優先順位が低い要求も或る程度は実現することができる。一例として、トルク要求値が最も優先順位が高い場合には、効率要求値と空燃比要求値とを修正し、そのうちより優先順位が低いほうの修正度合いを大きくする。エンジン１の運転条件等によって優先順位が変わるのであれば、共通信号配信系統から配信される共通エンジン情報に基づいて優先順位を判定し、どの要求値を修正するのか決定すればよい。
【００７０】
また、制御量設定階層５３０では、物理量調停階層５２０から入力される要求値と、共通信号配信系統から配信される共通エンジン情報とを用いて新たな信号を生成する。例えば、調停部５２１にて調停されたトルク要求値と、共通エンジン情報に含まれる推定トルクとの比が除算部（図示せず）にて演算される。推定トルクは、現在の吸入空気量および空燃比のもと点火時期をＭＢＴとした場合に出力されるトルクである。推定トルクの演算は制御装置の別のタスクにて行なわれている。
【００７１】
詳しい説明は省略するが、前記のようにトルク要求値の優先順位が最も高い場合には、以上の処理の結果として制御量設定階層５３０において、トルク要求値、修正された効率要求値、修正された空燃比要求値、およびトルク効率が算出される。これらの信号のうちトルク要求値および修正された効率要求値からスロットル開度が算出（変換）されて、制御量調停階層５４０に伝達される。
【００７２】
具体的には、まず、修正された効率要求値でトルク要求値が除算される。修正された効率要求値は１以下の値なので、これによりトルク要求値を除算すれば、トルク要求値は嵩上げされることになる。こうして嵩上げされたトルク要求値が空気量に変換され、空気量からスロットル開度が演算される。なお、トルク要求値の空気量への変換、および空気量からのスロットル開度の演算は、予め設定したマップを参照して行われる。
【００７３】
また、点火時期については主にトルク効率から算出（変換）される。この際、トルク要求値や修正された空燃比要求値も参照信号として用いられる。具体的にはトルク効率からマップを参照して、ＭＢＴに対する遅角量が演算される。トルク効率が小さいほど遅角量は大きい値になり、結果、トルクダウンが行われることになる。前記のトルク要求値の嵩上げは、遅角によるトルクダウンを補償するための処理である。
【００７４】
本実施形態では、トルク効率に基づく点火時期の遅角と、効率要求値に基づいたトルク要求値の嵩上げとによって、トルク要求値と効率要求値の双方の実現を可能にしている。なお、前記のトルク要求値および修正された空燃比要求値は、トルク効率を遅角量に変換するためのマップの選定に用いられる。そして、遅角量とＭＢＴ（或いは基本点火時期）とから最終的な点火時期が演算される。
【００７５】
さらに、修正された空燃比要求値とエンジン１の気筒２内への吸入空気量とから燃料噴射量が演算される。吸入空気量は共通エンジン情報に含まれており、共通信号配信系統から調整変換部５３１に配信される。
【００７６】
以上の処理の結果として、制御量設定階層５３０（調整変換部５３１）から制御量調停階層５４０に伝達される信号は、スロットル開度の要求値（トルク要求に対応する第１の要求値）、点火時期の要求値および燃料噴射量の要求値となる。これらの信号はそれぞれ、制御量調停階層５４０の調停部５４１，５４２，５４５に入力されて、詳しくは後述するが、要求発生階層５１０から直接的に伝達される他の要求値とともに調停される。
【００７７】
−制御量調停階層−
一例として図３に示すように制御量調停階層５４０には、要求の分類であるアクチュエータ７，８，…の制御量毎に調停部５４１〜５４３が設けられている。図示の例では調停部５４１は、スロットル開度の要求値を集約して１つの要求値に調停する。また、調停部５４２は、点火時期の要求値を集約して１つの要求値に調停する。さらに調停部５４３は、燃料噴射量の要求値を集約して１つの要求値に調停する。
【００７８】
前記の各調停部５４１〜５４３も、物理量調停階層５２０の各調停部５２１〜５２３と同様に、予め定められた規則に従って調停を行なう。その規則については設計に委ねられるもので、本発明に関しては規則の内容に限定はない。但し、制御量調停階層５４０で行われる調停の場合は、伝達される信号の要求に予め優先順位が設定されており、これに基づいて調停が行われる。調停について詳しくは後述する。
【００７９】
なお、制御量調停階層５４０にも共通信号配信系統から共通エンジン情報が配信されており、各調停部５４１〜５４３において共通エンジン情報を利用することができる。また、図３に示すように、スロットル開度の要求値の調停部５４１には異常判定部５６０が接続されて、ＲＡＭ化けなどの制御演算の異常を判定するようになっている。この異常判定については後述する。
【００８０】
以上のように各調停部５４１〜５４３にて調停が行なわれ、制御量調停階層５４０からは少なくとも、１つのスロットル開度要求値と、１つの点火時期要求値（または点火カット要求値）と、１組のインジェクタ２１，２２についての１組の噴射量要求値（または噴射カット要求値）および１組の噴射時期要求値とが出力される。
【００８１】
−制御出力階層−
制御量調停階層５４０の下位の階層である制御出力階層５５０では、前記の各要求値に基づいてアクチュエータ７，８，…の各制御量が算出される。図示の例では最下位の制御出力階層５５０には、前記制御量調停階層５４０から伝達される信号に対応して制御出力部５５１〜５５３が設けられている。制御出力部５５１（スロットル駆動制御部）には、前記スロットル開度の要求値の調停部５４１からスロットル開度要求値が伝達され、これに応じてスロットル駆動信号が出力される。
【００８２】
また、制御出力部５５２（イグナイタ通電制御部）には、前記制御量調停階層５４０の点火時期の要求値の調停部５４２から点火時期要求値が伝達され、これに応じてイグナイタ通電信号が出力される。さらに、制御出力部５５３（インジェクタ駆動制御部）には、前記噴射量の調停部５４３から噴射量要求値が伝達され、これに応じてインジェクタ駆動信号が出力される。
【００８３】
−アクチュエータの制御量の調停−
次に、上述した制御量調停階層５４０におけるアクチュエータの制御量の調停について説明する。特に、本実施形態の特徴であるスロットル開度の要求値の調停については、図３の他に図４も参照して詳細に説明する。
【００８４】
まず、上述したように本実施形態の制御装置では、ドライバビリティ、排気ガスおよび燃費というエンジン１の基本的な機能要求をトルク、効率および空燃比という３種の物理量の組み合わせによって表現し、物理量調停階層５２０にて調停するようにしているが、これらの基本的な機能以外にも各種の要求がある。例えばフェールセーフや部品保護などの緊急性が高い要求もあり、このような要求は一旦、トルクや効率、空燃比の要求値に置き換えて調停すると、余計な演算負荷が生じてしまい、処理の高速化には不利になる。
【００８５】
また、エンジン１にはその通常の運転状態以外に例えば始動、停止やＯＢＤというような特定の状況のみでの要求もあるが、これらの要求も単純にスロットル開度や燃料噴射量、点火時期などの制御のシーケンスで表現すれば済むので、わざわざトルクなどの物理量で表現した上で調停することの意義は小さく、こうすると、前記のフェールセーフなどと同じく余計な演算負荷が生じることとなる。
【００８６】
このような観点から本実施形態では、上述した図３に表れているように、要求発生階層５１０に例えば始動要求、フェールセーフ要求、部品保護要求、ＯＢＤ要求などにそれぞれ対応する要求出力部５１４〜５１７を設けている。これらの要求出力部５１４〜５１７からはそれぞれ要求が物理量ではなく、アクチュエータ７，８，…の制御量で表現された要求値として出力され、物理量調停階層５２０や制御量設定階層５３０を介さず直接的に制御量調停階層５４０に伝達される。
【００８７】
そして、それらの要求値が、上述したように制御量設定階層５３０から制御量調停階層５４０に伝達されるスロットル開度、点火時期または燃料噴射量の要求値とともに各制御量毎に集約されて、制御量調停階層５４０の各調停部５４１〜５４３により制御量毎に１つの要求値に調停される。
【００８８】
例えば図４に示すように、スロットル開度の要求値の調停部５４１には、上述の如く、制御量設定階層５３０の調整変換部５３１から、トルク要求に対応するスロットル開度の要求値（第１の要求値）の信号が伝達される。なお、図示の例では、エンジン１を停止させるときには振動抑制のためにスロットルバルブ８を閉じるべく、停止時要求値も入力されるようになっている。そして、調停部５４１の閉じ側選択部５４１ａにおいて両者のうち閉じ側の要求値が選択される。
【００８９】
また、前記調停部５４１には、上述したように要求発生階層５１０の要求出力部５１４〜５１７からの信号、すなわち始動要求、フェールセーフ要求、部品保護要求、ＯＢＤ要求などにそれぞれ対応するスロットル開度の要求値（第２の要求値）の信号が伝達される。本実施形態では、それら要求出力部５１４〜５１７からの信号には、それぞれを識別するとともに、予め設定されている要求の優先順位を表す情報（ＩＤ）が随伴されている。
【００９０】
一例として優先順位は、エンジン１が停止していれば始動要求が１番高いが、エンジン１が運転中であればフェールセーフ要求が１番高く、以下、部品保護、ＯＢＤの要求順に優先順位が高く設定されている。また、それらの要求はいずれも運転中の基本的な要求（ドライバビリティ、排気ガスおよび燃費）よりも優先順位が高く設定されている。よって、例えば、前記のトルク要求に対応する第１の要求値の信号には、ＩＤ＝０が設定され、始動、フェールセーフ、部品保護、ＯＢＤなどの第２の要求値の信号には順番に、ＩＤ＝１〜４が設定されている。
【００９１】
本実施形態では、ＩＤ＝０を除いて数字の小さなものほど優先度が高いと識別される。例えばエンジン始動の際は、ＩＤ＝１の始動時スロットル開度の要求値の信号が伝達されるので、それ以外の要求値の信号が伝達されても、優先度の最も高い始動時スロットル開度の要求値が選択される。このような選択は、調停部５４１の優先選択部５４１ｂで行われる。優先選択部５４１ｂは、入力される複数の第２の要求値の信号から、最も優先度の高い要求値のみを選択する。
【００９２】
こうして優先選択された第２の要求値の信号と、前記第１の要求値の信号とがそれぞれ調停選択部５４１ｃに入力されて、予め定められた規則に従って選択（調停）される。この選択の手法に限定はないが、例えば、ＩＤ＝０の第１の要求値の信号のみ入力される場合はこれを選択する一方、ＩＤ＝１〜４の第２の要求値の信号も入力される場合は、そのうちの優先度の高いものを選択するようにしてもよい。また、第１または第２のいずれかの要求値の信号を選択した上で、この選択した方の要求値に重み付けをしながら、選択しなかった方の要求値も反映されるように、加重平均などにより要求値を算出するようにしてもよい。
【００９３】
そうして選択（調停）された要求値は、調停選択部５４１ｃから上限ガード部５４１ｄに伝達される。ここでは、フェール発生の際にドライバがアクセルペダルを踏み増したとしても、エンジントルクがあまり大きくならないようにガードをかけている。すなわち、フェールセーフ処理によってエンジントルクが制限されると、ドライバは一時的にアクセルペダルを踏み増しすることがあり、もしもフェールセーフ処理が誤処理であると、これが解除されたときにエンジントルクが急増する虞があるからである。
【００９４】
上限ガード部５４１ｄでは、入力されるスロットル開度の要求値を、予め設定されているガード値以下に制限して出力する。こうして出力された要求値は選択部５４１ｅに伝達されて、退避走行時のスロットル開度の要求値との間で選択される。この要求値は、車両の退避走行が可能となるように予め設定されたスロットル開度であり、エンジン１の故障によって通常の走行が行えない所定の状況で選択される。
【００９５】
以上のようにして選択（調停）されたスロットル開度の要求値、即ち目標スロットル開度が前記選択部５４１ｅから（即ち調停部５４１から）出力されて、制御出力部５５１に伝達される。これに応じて制御出力部５５１からスロットルモータ８ａにスロットル駆動信号が出力される。そして、スロットルモータ８ａの動作によってスロットルバルブ８の開度が、エンジン１の運転状態若しくは始動、フェール、ＯＢＤなどの種々の状況に対応して好適に制御される。
【００９６】
つまり、本実施形態においては前記のスロットル開度の調停部５４１によって、トルク要求に対応する第１の要求値と、始動、フェールセーフ、部品保護、ＯＢＤなどの他の要求に対応する第２の要求値とのいずれかを選択して、目標スロットル開度を算出する目標開度算出部が構成されている。
【００９７】
−制御演算の異常の判定−
本実施形態では、前記スロットル開度の調停部５４１における制御演算上の異常を検出するために異常判定部５６０が設けられている。いわゆるＲＡＭ化けやＲＡＭ値異常などと呼ばれる制御演算の異常は、例えばノイズやＥＣＵ５００の瞬間的な電圧低下などの影響で、ＲＡＭへのデータの書き込みが正常に行われなかったときに発生する。異常が発生すると目標スロットル開度が過大になってしまい、意図しない過剰なエンジントルクによってドライバが違和感を覚えることがある。
【００９８】
これに対し本実施形態では、前記図４の他、図５にも示すように、調停部５４１に伝達されるスロットル開度の第１および第２の要求値の信号と、トルク要求に対応する第１の要求値（ＩＤ＝０）が選択される場合に調停部５４１から出力されるＩＤ情報の信号と、調停部５４１から制御出力部５５１へ伝達される目標スロットル開度の信号とを受けて、前記のような制御演算上の異常を判定する異常判定部５６０を設けている。
【００９９】
図示の例では異常判定部５６０は、スロットル開度の第１の要求値と目標スロットル開度との偏差の大きさによって異常を判定する第１の判定部５６１と、目標スロットル開度の大きさなどによって異常を判定する第２の判定部５６２と、を有している。すなわち、第１の判定部５６１は、目標スロットル開度からスロットル開度の第１の要求値を減算し、その偏差の絶対値と予め設定されている閾値との大小を判別する大小判別部５６１ａを備えている。
【０１００】
また、第１の判定部５６１は、前記目標スロットル開度と第１の要求値との偏差（絶対値）が閾値よりも大きいときに大小判別部５６１ａから出力される信号と、調停部５４１からのＩＤ情報の信号とが、それぞれ入力されるＡＮＤゲート部５６１ｂも備えている。このＡＮＤゲート部５６１ｂから出力される信号はＯＲゲート部５６３に入力される。また、ＯＲゲート部５６３には、前記第２の判定部５６２からの信号も入力される。
【０１０１】
第２の判定部５６２は、詳しくは以下に説明するように、複数の第２の要求値のうち優先順位の最も高いものについて異常の判定を行う。そして、第１または第２の判定部５６１，５６２のいずれかからの信号が入力されると、ＯＲゲート部５６３から出力される信号が時間判別部５６４に入力され、これが所定時間以上、継続すると時間判別部５６４から異常判定が出力されるようになっている。
【０１０２】
以下、第１および第２の判定部５６２によって実行される異常判定ルーチンについて、図６のフローチャートも参照して具体的に説明する。なお、このルーチンはＥＣＵ５００において所定の時間（例えば数十ミリ秒）間隔で繰り返し実行される。
【０１０３】
まず、ＥＣＵ５００は、スロットル開度の調停部５４１から異常判定部５６０に出力されるＩＤ情報の信号によって、スロットル開度の第１または第２のいずれの要求値が選択（調停）されたか判別する（ステップＳＴ１）。前記のようにＩＤ情報の信号は、ＩＤ＝０の場合に調停部５４１から出力され、第１の判定部５６１のＡＮＤゲート部５６１ｂに入力されるので、この信号が入力していれば第１の要求値が選択されたと否定判別し（ＮＯ）、ステップＳＴ２に進む。
【０１０４】
ステップＳＴ２では、スロットル開度の偏差の大きさ（絶対値）が閾値よりも大きいか否か判別し、否定判別（ＮＯ）であれば後述のステップＳＴ９に進む一方、肯定判別（ＹＥＳ）であればステップＳＴ３に進んで、異常カウンタをインクリメントする。すなわち、偏差が閾値よりも大きいときには、図５の大小判別部５６１ａから出力される信号がＡＮＤゲート部５６１ｂに入力され、ここから出力される信号がＯＲゲート部５６３に入力され、ここから出力される信号が時間判別部５６４に入力されて、異常カウンタがインクリメントされるのである。
【０１０５】
こうしてインクリメントされる異常カウンタの値が所定値になったか否かによって、所定時間の経過が判定され（ステップＳＴ４）、これが否定判別（ＮＯ）であれば前記ステップＳＴ１に戻る一方、所定時間が経過して肯定判別（ＹＥＳ）になると、異常判定出力がなされる（ステップＳＴ５）。つまり、スロットル開度の第１の要求値が選択された場合、この第１の要求値と目標スロットル開度との偏差の大きさによって異常が判定され、これが所定時間以上、継続すれば異常との判定結果が出力される。
【０１０６】
一方、調停部５４１からＩＤ情報の信号が出力されておらず、前記のステップＳＴ１において第２の要求値が選択されたと肯定判別すれば（ＹＥＳ）、ステップＳＴ６に進んで、第２の要求値がエンジン１の状態を表す所定の情報と関連する要求を表すものか否か判別する。所定の情報とは、例えばエンジン回転数、吸入空気量、燃料噴射量、現時点の実点火時期、冷却水温度など、エンジン１の種々の状態を表すものであって、この情報によって表されるエンジン１の状態で前記の要求が発生し得るか否かを判別するために用いられる。
【０１０７】
すなわち、上述したようにスロットル開度の第２の要求値の信号には、例えば始動、フェールセーフ、部品保護、ＯＢＤの順にＩＤ＝１〜４が設定されているので、ステップＳＴ６では、それぞれの要求が前記所定の情報によって表されるエンジン１の状態と関連するか否か判別する。そして、否定判別（ＮＯ）すれば後述のステップＳＴ８に進む一方、肯定判別（ＹＥＳ）すればステップＳＴ７に進む。
【０１０８】
ステップＳＴ７では、前記したように所定の情報によって表されるエンジン１の状態で第２の要求値が出力され得るか否か、即ち要求が不適か否か判別する。例えばエンジン１の始動時にはエンジン回転数はあまり高くはならないので、第２の要求値が始動要求である場合にエンジン回転数が所定回転数以上であれば、要求は不適と肯定判別（ＹＥＳ）する。同様に、所定の情報として燃料噴射量を参照し、これが零でないときにはエンジン１の停止時にのみ発生する要求は不適と判別するようにしてもよい。
【０１０９】
ステップＳＴ７において要求が不適でないと否定判別（ＮＯ）すれば、後述のステップＳＴ９に進む一方、要求が不適であると肯定判別（ＹＥＳ）すれば前記のステップＳＴ３に進んで、異常カウンタをインクリメントする。すなわち、前記の図５において第２の判定部５６２から出力される信号がＯＲゲート部５６３に入力され、ここから出力される信号が時間判別部５６４に入力されて、異常カウンタがインクリメントされる。
【０１１０】
また、前記ステップＳＴ６において第２の要求値が所定の情報と関連する要求でないと否定判別（ＮＯ）された場合は、ステップＳＴ８に進んで、第２の要求値が所定の上限値以上であるか否か判別する。この上限値は、エンジン１の現在の状態に対してあり得ないスロットル開度の値を予め設定したもので、例えばアイドリング中であればスロットル開度の１５°くらいを上限値に設定すればよい。
【０１１１】
そして、スロットル開度の要求値（第２の要求値）が上限値以上であれば、異常が発生しているので、ステップＳＴ８において肯定判別（ＹＥＳ）して前記のステップＳＴ３に進み、異常カウンタをインクリメントする。こうしてインクリメントされる異常カウンタの値が所定値になれば（ステップＳＴ４でＹＥＳ）、上述したように異常判定の出力がなされる（ステップＳＴ５）。一方、第２の要求値が上限値以上でないと否定判別（ＮＯ）すればステップＳＴ９に進んで、異常カウンタはクリアする。
【０１１２】
つまり、スロットル開度の第２の要求値が選択された場合は、この第２の要求値が所定の上限値以上であるか、現在のエンジン１の状態では第２の要求値が発生しないか、のいずれかの場合に異常が判定され、これらの状態が所定時間以上、継続すれば異常との判定結果が出力される。
【０１１３】
したがって、本実施形態の制御装置では、ドライバビリティなどの基本的な機能要求を所定の物理量によって表現し、調停することによって、エンジン１への基本的な要求をバランス良く満たした好適な運転状態に制御することができる。一方、始動やフェールセーフなどの他の要求は、スロットルバルブ８などアクチュエータの制御量で表現して調停するようにしている。
【０１１４】
このことからスロットル開度の調停部５４１では、主にトルク要求に対応する第１の要求値と、それ以外の他の要求に対応する第２の要求値とを調停して、目標スロットル開度を算出することになる。この場合、第１の要求値に基づいて目標スロットル開度を算出するのであれば、異常判定部５６０により両者の偏差の大きさから制御の演算上の異常を判定することができる。
【０１１５】
一方、第２の要求値に基づいて目標スロットル開度を算出する場合には、トルク要求と目標スロットル開度との偏差から異常を判定することはできないが、この場合には第２の要求値が現在のエンジン１の状態では発生しないか、或いは所定の上限値以上であるか、のいずれかによって異常を判定することができる。
【０１１６】
つまり、目標スロットル開度の算出の仕方によって異常の判定方法を切り替えることにより、トルク要求だけでなくそれ以外の他の要求も勘案して目標スロットル開度を算出する場合にも、制御演算の異常を正確に判定することができる。
【０１１７】
−その他の実施形態−
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば前記の実施形態では、スロットル開度の第２の要求値に基づいて目標スロットル開度を算出する場合に、この第２の要求値が現在のエンジン１の状態では発生しないか、或いは所定の上限値以上であるか、のいずれかによって異常を判定するようにしているが、これは上限値以上の場合に異常を判定するだけであってもよい。
【０１１８】
また、前記の実施形態では複数の第２の要求値の信号に、それぞれを識別するとともに要求の優先順位を表す情報（ＩＤ）を随伴させているが、これにも限定されず、複数の要求には予め優先順位を設定しなくてもよい。
【０１１９】
さらに、前記実施形態の制御装置は、エンジン１の基本的な機能要求を所定の物理量で表現して調停するとともに、それ以外の要求はアクチュエータの制御量で表現して調停するようにしているが、これにも限定されない。本発明は、トルク要求に対応する第１の要求値とそれ以外の他の要求に対応する第２の要求値とのいずれかを選択して、目標スロットル開度を算出するようにしたエンジン制御装置に適用可能である。
【０１２０】
さらにまた、前記の実施形態では、本発明の制御装置を車両に搭載される火花点火式エンジン１に適用した場合について説明したが、本発明は火花点火式エンジン１以外のエンジン、例えばディーゼルエンジンにも適用可能であり、電動機も備えたハイブリッドシステムに備わるエンジンにも適用可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
１            エンジン（内燃機関）
８            スロットルバルブ
５００        ＥＣＵ
５４０        制御量調停階層
５４１        スロットル開度の調停部（目標開度算出部）
５６０        異常判定部
【図１】
2014163280.tif 000003
【図２】
2014163280.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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