(57)【要約】【課題】エンジン運転状態の変化に応じた吸入空気量の先取り制御を実行した際に、スロットルボディや各種センサなどの経年劣化や個体差に起因する実空気量のばらつきを補正する。【解決手段】主にエンジン１の定常運転時に実吸入空気流量と大気圧と吸気管内圧と吸気温の情報から抽出した学習用スロットル開度と実スロットル開度の偏差に基づいて算出されるスロットル学習値をエンジン１の運転条件ごとに適宜記憶し、目標吸気管内圧を用いた目標吸気量制御の補正処理に記憶したスロットル学習値を適用する。【選択図】図２
2018066270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御することにより吸気経路のスロットル有効開口面積を変化させて、内燃機関への吸気量を制御するスロットル開度制御手段と、前記内燃機関への吸気量を検出する吸気量検出手段と、前記スロットル弁の上流側の圧力を検出するスロットル上流圧力検出手段と、大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記スロットル弁から前記内燃機関への吸気管内の圧力を検出する吸気管内圧検出手段と、前記スロットル弁の上流側の吸気温を検出する吸気温検出手段と、を含み、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に合わせた目標吸気量を算出する目標吸気量算出手段と、
前記内燃機関の運転状態に合わせた目標吸気管内圧を算出する目標吸気管内圧算出手段と、
前記目標吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、絞り式流量算出式に適応して目標有効開口面積を算出する目標有効開口面積算出手段と、
あらかじめ適合されたスロットル有効開口面積とスロットル開度との対応マップを用いて、前記目標有効開口面積から目標開度を算出する目標開度算出手段と、
前記吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、前記絞り式流量算出式に適応して学習用有効開口面積を算出する学習用有効開口面積算出手段と、前記対応マップを用いて前記学習用有効開口面積から学習用開度を算出する学習用開度算出手段と、スロットル開度と前記学習用開度との差より学習基本値を算出する学習基本値算出手段と、前記学習基本値から瞬時的なばらつきを除去してスロットル学習値を算出する学習用補正後積分処理手段と、を含むスロットル学習値算出手段と、
前記吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、前記絞り式流量算出式に適応して、フィードバック用有効開口面積を算出するフィードバック用有効開口面積算出手段と、前記対応マップを用いて、前記フィードバック用有効開口面積からフィードバック用開度を算出するフィードバック用開度算出手段と、前記スロットル開度と前記フィードバック用開度との差よりフィードバック基本値を算出するフィードバック基本値算出手段と、前記フィードバック基本値を積分処理してスロットルフィードバック値を算出する補正後積分処理手段と、を含むスロットルフィードバック制御手段と、
前記目標開度算出手段と、目標スロットル学習値を算出する目標スロットル学習値算出手段と、前記スロットルフィードバック制御手段と、を含む補正後目標開度算出手段と、
前記補正後目標開度算出手段と、前記目標スロットル学習値算出手段と、前記スロットルフィードバック値と前記目標スロットル学習値との和であるスロットル学習補正値を前記補正後目標開度算出手段に入力するスロットル開度補正値算出手段と、前記目標開度算出手段と、を含み、前記対応マップの前記目標有効開口面積に対応する前記目標開度の値、前記目標スロットル学習値、及び前記スロットルフィードバック値の和が、前記目標有効開口面積に対応する実際のスロットル開度に近づくように、前記スロットル学習値と前記スロットルフィードバック値を更新し記憶する最終目標開度算出手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関制御装置
【請求項２】
前記スロットルフィードバック値の更新が禁止されている場合、前記スロットル学習値の更新を禁止することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項３】
前記学習用有効開口面積を挟む前記対応マップの２つの有効開口面積軸ポイントの内、上側の軸ポイントに対応するスロットル学習値を更新する場合は、前記上側の軸ポイントで示されるスロットル開度と前記スロットル学習値の和が、前記スロットル開度を超えないようにし、
下側の軸ポイントに対応するスロットル学習値を更新する場合は、前記下側の軸ポイントで示されるスロットル開度と前記スロットル学習値の和が、前記スロットル開度を下回らないようにすることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関制御装置。
【請求項４】
前記目標開度と前記スロットル開度の偏差が以上となった場合、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項５】
前記対応マップと前記スロットル学習値の和が前記学習用有効開口面積に対し、単調増加になるように前記スロットル学習値を制限することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項６】
前記吸気管内の圧力と前記目標吸気管内圧に対する前記スロットル弁の上流側の圧力または前記大気圧との圧力比の少なくとも何れかが所定値以上を示す場合には、前記スロットルフィードバック値および前記スロットル学習値の更新が禁止されることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項７】
前記学習用有効開口面積と前記目標有効開口面積の少なくともどちらか一方の面積が、前記対応マップの所定値の範囲を超えた値を示す場合には、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止することを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項８】
エンジン回転数が第１の所定値以下、あるいは前記第１の所定値より大きい第２の所定値を超える場合には、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止することを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項９】
目標スロットル通過空気流量とスロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第３の所定値の積未満の値を示す場合、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止することを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１０】
目標スロットル通過空気流量と学習用スロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第４の所定値の積を超えた値を示す場合、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止する手段と、
目標スロットル通過空気流量と第１の所定時間前の前記目標スロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第５の所定値の積を超えた値を示す場合、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止する手段と、
の何れか一方、もしくは両方を備えたことを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１１】
目標スロットル通過空気流量とスロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第６の所定値の積未満の値を示す場合、前記スロットル学習値の更新を禁止することを特徴とする請求項１から１０の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１２】
目標スロットル通過空気流量とスロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第６の所定値の積を超えた値を示す場合、スロットル学習値の更新を禁止する手段と、
前記目標スロットル通過空気流量と第２の所定時間前の前記目標スロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第７の所定値の積を超えた値を
示す場合、スロットル学習値の更新を禁止する手段と、
の何れか一方、もしくは両方を備えたことを特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１３】
リンプホーム状態時は前記スロットルフィードバック値および前記スロットル学習値の更新を禁止する手段と、
前記内燃機関への吸気量を検出する手段として用いるセンサに異常が生じた場合、前記スロットルフィードバック値および前記スロットル学習値の更新を禁止する手段と、
前記吸気管内の圧力を検出する手段として用いるセンサに異常が生じた場合、前記スロットルフィードバック値および前記スロットル学習値の更新を禁止する手段と、
の何れか一方、もしくは両方を備えたことを特徴とする請求項１から１２の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１４】
前記スロットル開度が第８の所定値を上回った値を示す場合、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止することを特徴とする請求項１から１３の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関制御装置に関し、詳しくは、目標吸入空気流量が得られるようにスロットル開度を制御するようにした内燃機関制御装置に関するものである。
【０００２】
近年、運転者や車両側からの駆動力の要求値として、車両の制御に直接作用する物理量である内燃機関（エンジンとも言う）の出力軸トルクを用い、この出力軸トルクをエンジン出力目標値として、エンジン制御量である空気量、燃料量および点火時期を決定することにより良好な走行性能を得る内燃機関制御装置が提案されている。
【０００３】
また、エンジン制御量のうち、エンジン出力軸トルクに最も影響の大きい制御量が空気量であることは一般に知られており、空気量を高精度に制御するために、例えば特開２００９−２８１１８７号公報（特許文献１）には、目標吸入空気流量と大気圧と吸気管内圧と吸気温とに基づいて吸気流路の目標有効開口面積を算出し、有効開口面積とスロットル開度との関係を予め記憶した対応マップより目標開度情報を抽出し、更にスロットルボディや各種センサの経年劣化や個体差に起因する実空気量のばらつきを補正してスロットル開度を制御する内燃機関制御装置が開示されている。なお、図９は特許文献１におけるスロットル開度制御のフローを示しており、スロットル開度の補正値であるスロットル開度学習値（リアルタイム学習値とロングタイム学習値）の算出には吸気管内圧情報を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８１１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された内燃機関制御装置では、吸気流路の有効開口面積を目標空気量と吸気管内圧とその他の情報を用いて算出しているが、エンジンの運転状態が比較的大きく変化した場合では、先ず目標空気量を変更してスロットル開度を制御した結果として吸気管内圧が変化するため、変化した吸気管内圧に応じたスロットル開度制御を続けて行う必要がある。これにより空気量制御には遅れが発生する。
【０００６】
この遅れを解消する手段として目標空気量に応じた目標吸気管内圧を用いたスロットル開度の先読み制御が考えられる。ただし、この先読み制御においてもスロットルボディや各種センサの経年劣化や個体差に起因する実空気量のばらつきが存在するため、制御においては補正処理が必要となる。
【０００７】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、エンジン運転状態の変化に応じた吸入空気量の先取り制御を実行した際に、スロットルボディや各種センサなどの経年劣化や個体差に起因する実空気量のばらつきを補正する手段を備えた内燃機関制御装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る内燃機関制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御することにより吸気経路のスロットル有効開口面積を変化させて、内燃機関への吸気量を制御するスロットル開度制御手段と、前記内燃機関への吸気量を検出する吸気量検出手段と、前記スロットル弁の上流側の圧力を検出するスロットル上流圧力検出手段
と、大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記スロットル弁から前記内燃機関への吸気管内の圧力を検出する吸気管内圧検出手段と、前記スロットル弁の上流側の吸気温を検出する吸気温検出手段と、を含み、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に合わせた目標吸気量を算出する目標吸気量算出手段と、
前記内燃機関の運転状態に合わせた目標吸気管内圧を算出する目標吸気管内圧算出手段と、
前記目標吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、絞り式流量算出式に適応して目標有効開口面積を算出する目標有効開口面積算出手段と、
あらかじめ適合されたスロットル有効開口面積とスロットル開度との対応マップを用いて、前記目標有効開口面積から目標開度を算出する目標開度算出手段と、
前記吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、前記絞り式流量算出式に適応して学習用有効開口面積を算出する学習用有効開口面積算出手段と、前記対応マップを用いて前記学習用有効開口面積から学習用開度を算出する学習用開度算出手段と、スロットル開度と前記学習用開度との差より学習基本値を算出する学習基本値算出手段と、前記学習基本値から瞬時的なばらつきを除去してスロットル学習値を算出する学習用補正後積分処理手段と、を含むスロットル学習値算出手段と、
前記吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、前記絞り式流量算出式に適応して、フィードバック用有効開口面積を算出するフィードバック用有効開口面積算出手段と、前記対応マップを用いて、前記フィードバック用有効開口面積からフィードバック用開度を算出するフィードバック用開度算出手段と、前記スロットル開度と前記フィードバック用開度との差よりフィードバック基本値を算出するフィードバック基本値算出手段と、前記フィードバック基本値を積分処理してスロットルフィードバック値を算出する補正後積分処理手段と、を含むスロットルフィードバック制御手段と、
前記目標開度算出手段と、目標スロットル学習値を算出する目標スロットル学習値算出手段と、前記スロットルフィードバック制御手段と、を含む補正後目標開度算出手段と、
前記補正後目標開度算出手段と、前記目標スロットル学習値算出手段と、前記スロットルフィードバック値と前記目標スロットル学習値との和であるスロットル学習補正値を前記補正後目標開度算出手段に入力するスロットル開度補正値算出手段と、前記目標開度算出手段と、を含み、前記対応マップの前記目標有効開口面積に対応する前記目標開度の値、前記目標スロットル学習値、及び前記スロットルフィードバック値の和が、前記目標有効開口面積に対応する実際のスロットル開度に近づくように、前記スロットル学習値と前記スロットルフィードバック値を更新し記憶する最終目標開度算出手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る内燃機関制御装置によれば、スロットルボディおよび各種センサばらつきに対するスロットル開度補正をスロットル学習で行い、更に、目標吸気管内圧を用いてスロットルを制御することにより発生する変換係数などの設定値のずれに起因したスロットル開度の誤差に対するスロットル開度補正をスロットルフィードバックで行うので、目標吸気量に対し、高応答で高精度の吸気量が得られるスロットル開度制御を実現する内燃機関制御装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置を概略的に示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置におけるエンジン制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置におけるスロットル開度制御手段の一部を示す機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置におけるスロットル開度学習値の算出処理部を概略的に示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置におけるスロットル学習値の算出処理部を概略的に示す機能ブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置におけるスロットルフィードバック値の算出処理部を概略的に示す機能ブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置における最終目標開度の算出処理部を概略的に示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置のスロットル開度制御の全体フロー図である。
【図９】特許文献１に開示された内燃機関制御装置のスロットル開度制御のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明に係る内燃機関制御装置の好適な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置を概略的に示す構成図であり、図２は、実施の形態１に係る内燃機関制御装置におけるエンジン制御部の概略構成を示すブロック図である。
図１において、エンジン１の吸気系を構成する吸気通路の上流側には、エンジン１への吸入空気流量（以下、吸気量と言う）Ｑａを測定するエアフロセンサ２と、吸入空気温度（以下、吸気温と言う）Ｔｏを測定する吸気温検出手段としての吸気温センサ３が設けられている。
なお、吸気量Ｑａを直接計測するエアフロセンサ２に代えて、他のセンサ情報から吸気量Ｑａを推定演算する手段を用いてもよい。また、吸気温センサ３は、エアフロセンサ２と一体に構成されてもよく、エアフロセンサ２とは別体に構成されてもよい。さらに、吸気温Ｔｏを直接測定する吸気温センサ３に代えて、他のセンサ情報から吸気温Ｔｏを推定演算する手段を用いてもよい。
【００１３】
エンジン１の吸気系において、エアフロセンサ２の下流には、電子的に吸気経路の開口面積を調整できるスロットル弁４ａを備えたスロットルボディー４（以下、スロットルと言う）が設けられている。スロットル４には、スロットル弁４ａの開度、即ちスロットル開度ＴＰを測定するスロットルポジションセンサ５が設けられている。
【００１４】
また、スロットル４は、吸気管内の圧力を均一化するサージタンク６に接続され、サージタンク６には内部の圧力を吸気管内圧Ｐｅとして測定する吸気管内圧検出手段としての吸気管内圧センサ７が設けられている。さらに、サージタンク６には、エンジン１の排気管と連通したＥＧＲ管を開閉するＥＧＲバルブ８が接続されている。なお、吸気管内圧Ｐｅを直接測定する吸気管内圧センサ７に代えて、他のセンサ情報から吸気管内圧Ｐｅを推定演算する手段を用いてもよい。
【００１５】
エアフロセンサ２からの吸気量Ｑａ、吸気温センサ３からの吸気温Ｔｏ（スロットル４の大気側の温度）、スロットルポジションセンサ５からのスロットル開度ＴＰ、および吸気管内圧センサ７からの吸気管内圧Ｐｅは、図示しない他のセンサからの検出信号とともに、エンジン１の運転状態を示す情報として、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと言う）９に入力される。
【００１６】
ＥＣＵ９は、運転状態に基づく演算結果に応じて、スロットル４のスロットル開度ＴＰを制御して吸気量Ｑａを調整するとともに、エンジン１の燃料噴射装置および点火装置（いずれも図示せず）を所要タイミングで駆動制御し、エンジン１の燃焼状態を改善する。
【００１７】
図２において、ＥＣＵ９には各種センサ１０が接続されており、各種センサ１０には、エアフロセンサ２、吸気温センサ３、スロットルポジションセンサ５、吸気管内圧センサ７とともに、大気圧Ｐｏを計測する大気圧検出手段としての大気圧センサ１１、またはスロットル４の上流の圧力、即ちスロットル上流圧Ｐ１を計測するスロットル上流圧力検出手段としてのスロットル上流圧センサ１２など、スロットル４の大気側の圧力を検出するセンサなどが含まれている。
【００１８】
ＥＣＵ９は、入力インタフェース（以下、入力Ｉ／Ｆと言う）９ａと、演算処理部９ｂと、出力インタフェース（以下、出力Ｉ／Ｆと言う）９ｃを備えている。なお、大気圧Ｐｏは、直接計測する大気圧センサ１１およびスロットル上流圧センサ１２を用いず、他のセンサ情報から推定演算する手段を用いて計測してもよい。また、スロットル上流圧Ｐ１を直接計測するスロットル上流圧センサ１２についても、他のセンサ情報からスロットル上流圧Ｐ１を推定演算する手段を用いて計測してもよい。
【００１９】
入力Ｉ／Ｆ９ａは、エアフロセンサ２、吸気温センサ３、スロットルポジションセンサ５、吸気管内圧センサ７からの検出情報と、大気圧センサ１１で測定された大気圧Ｐｏ、またはスロットル上流圧センサ１２で測定されたスロットル上流圧Ｐ１と、各種センサ１０に含まれる他のセンサからの検出信号を取り込み、演算処理部９ｂに送出する。
【００２０】
演算処理部９ｂは、スロットル開度制御手段を含み、スロットル弁４ａの開度であるスロットル開度ＴＰを制御することにより、吸気通路の有効開口面積を変化させてエンジン１への吸気量Ｑａを制御する。このため、まず、演算処理部９ｂでは、入力された運転状態を示す情報に基づいてエンジン１の目標トルクを算出し、目標トルクを達成するための目標吸気量Ｑａ＊を算出する。
【００２１】
続いて、演算処理部９ｂにおいては、目標吸気量Ｑａ＊を達成するための目標有効開口面積ＣＡｔ＊を算出するとともに、目標有効開口面積ＣＡｔ＊を達成するための目標開度ＴＰ＊を算出する。さらに、ＥＧＲバルブ８に対する制御指令値の算出や、各種アクチュエータ１３に含まれる他のアクチュエータ（エンジン１の燃焼室に設けられた燃料噴射装置のインジェクタおよび点火装置の点火コイルなど）に対する制御指令値を算出する。
【００２２】
最後に、ＥＣＵ９の出力Ｉ／Ｆ９ｃでは、ＥＣＵ９の演算結果に基づく駆動制御信号を、スロットル４およびＥＧＲバルブ８を含む各種アクチュエータ１３に出力する。これにより、スロットル開度ＴＰが目標開度ＴＰ＊と一致するように制御される。
【００２３】
次に、図３の機能ブロック図を参照しながら、スロットル開度制御手段を含むＥＣＵ９の演算処理部９ｂにより実行される演算処理、すなわち目標吸気量Ｑａ＊を達成するための目標開度ＴＰ＊の算出処理について説明する。
図３において、ＥＣＵ９の演算処理部９ｂは、目標吸気量算出手段３０と、目標有効開口面積算出手段３１と、音速算出手段３２と、圧力比算出手段３３と、無次元流量算出手段３４と、目標開度算出手段３５を備えている。
【００２４】
目標吸気量算出手段３０は、エンジン１の運転状態に応じた目標トルクを達成するための目標吸気量Ｑａ＊を算出し、目標吸気量Ｑａ＊の算出値を目標有効開口面積算出手段３１に入力する。音速算出手段３２は、吸気温Ｔｏに基づき大気中の音速ａ０を算出して目標有効開口面積算出手段３１に入力する。また、圧力比算出手段３３は、目標吸気管内圧ＰｅＴＧＴと大気圧Ｐｏまたはスロットル上流圧Ｐ１との圧力比ＰｅＴＧＴ／Ｐｏ（Ｐ１）を算出する除算器からなり、圧力比ＰｅＴＧＴ／Ｐｏ（Ｐ１）の算出値を無次元流量算出手段３４に入力する。無次元流量算出手段３４は、圧力比ＰｅＴＧＴ／Ｐｏ（Ｐ１）に基づき無次元流量σを算出して目標有効開口面積算出手段３１に入力する。
【００２５】
目標有効開口面積算出手段３１は、目標吸気量Ｑａ＊、大気中の音速ａ０および無次元流量σを入力情報として、スロットル４の目標有効開口面積ＣＡｔ＊を算出して目標開度算出手段３５に入力する。目標開度算出手段３５は、あらかじめ適合された有効開口面積ＣＡｔとスロットル開度ＴＰとの対応マップ（ＣＡｔ−ＴＰマップ）を用いて、目標有効開口面積ＣＡｔ＊に対応した目標開度ＴＰ＊を算出する。
【００２６】
次に、目標有効開口面積算出手段３１、音速算出手段３２、圧力比算出手段３３、無次元流量算出手段３４、および目標開度算出手段３５の具体的な算出処理機能について説明する。
一般に、絞り式流量計の体積流量算出式は、吸気量Ｑａ（体積流量）と、大気中の音速ａ０と、流量係数Ｃと、スロットル４の開口面積Ａｔと、吸気管内圧Ｐｅと、大気圧Ｐｏと、比熱比κを用いて以下の式（１）で表される。
【００２７】
【数１】
2018066270.tif 000003
【００２８】
ここで、無次元流量算出手段３４により算出される無次元流量σを、以下の式（２）のように定義する。
【００２９】
【数２】
2018066270.tif 000004
【００３０】
式（２）を式（１）に代入すると、吸気量Ｑａは、以下の式（３）のように表すことができる。
【００３１】
【数３】
2018066270.tif 000005
【００３２】
なお、大気中の音速ａ０は、ガス定数Ｒおよび吸気温Ｔｏを用いると、以下の式（４）で表される。
【００３３】
【数４】
2018066270.tif 000006
【００３４】
また、式（３）を変形すると、流量係数Ｃとスロットル４の開口面積Ａｔとの積で表される有効開口面積ＣＡｔは、目標トルクを達成するために必要な目標吸気量Ｑａ＊と、大気中の音速ａ０と、無次元流量σが与えられた場合に、以下の式（５）により算出することができる。
【００３５】
【数５】
2018066270.tif 000007
【００３６】
よって、ＥＣＵ９の目標有効開口面積算出手段３１は、目標吸気量Ｑａ＊、大気中の音速ａ０および無次元流量σに基づき、式（５）を用いて目標吸気量Ｑａ＊を達成するための目標有効開口面積ＣＡｔ＊を算出する。
【００３７】
このように、式（１）で表される絞り式流量計の体積流量算出式に基づいて、目標有効開口面積ＣＡｔ＊を算出することにより、環境条件の変化やＥＧＲ導入（ＥＧＲバルブ８の開放）などに起因して、エンジン１の運転状態が変化した場合においても、良好に目標吸気量Ｑａ＊を達成するための目標有効開口面積ＣＡｔ＊を算出することができる。
【００３８】
ところで、目標有効開口面積ＣＡｔ＊の算出に必要な大気中の音速ａ０は、ＥＣＵ９で式（４）を用いて演算させる。しかし、演算負荷が膨大となるので実用的ではない。
そこで、ＥＣＵ９での演算負荷を抑えるために、音速算出手段３２は、あらかじめ大気中の音速ａ０の理論値を算出して吸気温Ｔｏに対するマップデータとして記憶しておき、目標有効開口面積算出手段３１での演算処理前に、吸気温Ｔｏを用いて大気中の音速ａ０を算出するようにする。
【００３９】
同様に、目標有効開口面積ＣＡｔ＊の演算に必要な無次元流量σを、ＥＣＵ９で式（２）を用いて演算することも演算負荷が膨大となるので実用的ではない。
そこで、ＥＣＵ９での演算負荷を抑えるために、無次元流量算出手段３４は、あらかじめ無次元流量σの理論値を算出して吸気管内圧Ｐｅと大気圧Ｐｏとの圧力比に対するマップデータとして記憶しておき、目標有効開口面積算出手段３１での演算処理前に、目標吸
気管内圧算出手段である圧力比算出手段３３で算出された目標吸気管内圧ＰｅＴＧＴと大気圧Ｐｏとの圧力比ＰｅＴＧＴ／Ｐｏを用いて無次元流量σを算出している。
【００４０】
ところで、圧力比ＰｅＴＧＴ／Ｐｏが大きくなると、エアフロセンサ２および吸気管内圧センサ７は吸入空気脈動の影響を受けるので、吸気量Ｑａの測定値が実際の吸気量に対して誤差を生じさせる可能性があるうえ、無次元流量σの算出でも、吸入空気脈動による吸気管内圧Ｐｅの測定誤差の影響を大きく受ける可能性がある。
そこで、圧力比算出手段３３の圧力比固定手段（図示せず）は、圧力比ＰｅＴＧＴ／Ｐｏが所定値Ａ以上の場合には、圧力比ＰｅＴＧＴ／Ｐｏを所定値Ａとして扱うことにより、吸入空気脈動の影響を抑制し、スロットル４の制御性を確保するようになっている。
【００４１】
なお、圧力比算出手段３３において圧力比ＰｅＴＧＴ／Ｐｏを所定値Ａに固定設定する代わりに、無次元流量算出手段３４における圧力比ＰｅＴＧＴ／Ｐｏに対する無次元流量σのマップ値を、圧力比ＰｅＴＧＴ／Ｐｏが所定値Ａ以上の領域では、所定値Ａの場合と同一値に設定してもよい。
【００４２】
以下、目標開度算出手段３５は、目標有効開口面積算出手段３１で算出された目標有効開口面積ＣＡｔ＊を用いて、目標開度ＴＰ＊を算出する。
このとき、目標開度算出手段３５は、スロットル開度ＴＰの測定値と吸気量Ｑａの測定値から式（５）により算出した有効開口面積ＣＡｔとの関係をあらかじめ求め、スロットル開度ＴＰと有効開口面積ＣＡｔとが１対１で対応する２次元マップとして記憶しておき、この２次元マップを用いることにより、目標有効開口面積ＣＡｔ＊に対応した目標開度ＴＰ＊を算出する。
【００４３】
次に、演算処理部９ｂのスロットル開度制御手段では、目標開度算出手段３５で算出された目標開度ＴＰ＊が達成されるようにスロットル４を制御する際に、スロットル４および各種センサ１０のばらつきや各種推定誤差などに起因した目標吸気量Ｑａ＊と実際の吸気量Ｑａとの誤差が減少するように、スロットル学習値を算出する。
【００４４】
次に、図４、図５、図６および図７を参照しながら、実施の形態１に係るスロットル学習補正値ＴＰＦＢｉの算出処理について詳細に説明する。
図４は、スロットル開度ＴＰと有効開口面積ＣＡｔの関係より、スロットル学習およびスロットルフィードバック処理の概要を示したものである。
図４に示すように、符号ａで示すあらかじめ適合したスロットル開度ＴＰと有効開口面積ＣＡｔとの対応マップ関係（以下、ＣＡｔ−ＴＰマップと言う）から算出したスロットル開度ＴＰと、スロットルポジションセンサ５より検出されるスロットル開度ＴＰの差分を学習基本値ΔＴＰｒとしてＣＡｔ−ＴＰマップａに学習基本値ΔＴＰｒの一部を加算した符号ｂで示す学習補正後ＣＡｔ−ＴＰマップを形成する。さらに、学習値を反映して補正されたＣＡｔ−ＴＰマップｂとスロットル開度ＴＰの差分よりフィードバック基本値ΔＴＰｆｂを算出し、その一部をスロットル学習補正値ＴＰＦＢｉに反映して符号ｃで示すスロットルフィードバック処理後ＣＡｔ−ＴＰマップを形成する。
【００４５】
図５はスロットル学習値算出手段５０を示すブロック図で、図６はスロットルフィードバック制御手段６０を示すブロック図である。また、図７は最終目標開度算出手段７０を示すブロック図である。
【００４６】
まず、図５を参照しながらスロットル学習値算出手段５０について説明する。
図５において、学習用有効開口面積算出手段５１は、目標開度ＴＰ＊に制御したときの実際の吸気量Ｑａに基づいて、スロットル開度制御手段によるスロットル４の学習用有効開口面積ＣＡｔｒを算出する。
このとき、学習用有効開口面積算出手段５１は、吸気量Ｑａ、大気圧Ｐｏ、吸気管内圧Ｐｅおよび吸気温Ｔｏを、いわゆる絞り式流量計の流量算出式に適用し、前述の式（５）のように、スロットル開度制御手段の学習用有効開口面積ＣＡｔｒを算出して学習用開度算出手段５２に入力する。
【００４７】
学習用開度算出手段５２は、ＣＡｔ−ＴＰマップを用いて、学習用有効開口面積ＣＡｔｒから算出された学習用開度ＴＰｉｒを算出して学習基本値算出手段５３に入力する。この時、上記のＣＡｔ−ＴＰマップは、あらかじめ適合したマップ関係に対し、以前に算出されているスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮｉを加算したものを学習用開度ＴＰｉｒとして学習基本値算出手段５３に入力しても問題はない。
【００４８】
学習基本値算出手段５３は、スロットルポジションセンサ５より検出されるスロットル開度ＴＰと学習用開度ＴＰｉｒとの偏差ΔＴＰｒ（＝ＴＰ−ＴＰｉｒ）を学習基本値として算出して学習用補正後積分処理手段５４に入力する。ここで、スロットル開度ＴＰは、学習用開度ＴＰｉｒを算出したタイミングと同じものを使うこととする。また、スロットル開度ＴＰの代わりに目標開度ＴＰ＊を用いてもよい。
【００４９】
学習用補正後積分処理手段５４は、学習基本値ΔＴＰｒに補正係数Ｋｃ１（０≦Ｋｃ１≦１）を乗算した値を順次積分して、または学習基本値ΔＴＰｒにフィルタ処理を施して、学習基本値ΔＴＰｒから瞬時的なばらつきを除去した値を出力する。
【００５０】
単調増加処理手段５５は、ＣＡｔ−ＴＰマップと、スロットル学習値ＴＰＬＲＮを加算して補正した後の実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（スロットル開度制御手段の有効開口面積ＣＡｔとスロットル開度ＴＰとの関係）とが、単調増加になるようにスロットル学習値ＴＰＬＲＮを制限する。
【００５１】
スロットル学習値記憶手段（バックアップメモリ）５６は、単調増加処理手段５５を介したスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮｉをＥＣＵ９に記憶する。
【００５２】
従って、目標吸気量Ｑａ＊を得るためのスロットル開度ＴＰを算出する際に、スロットル４および各種センサ１０などのばらつきや、各種推定演算における誤差に対して、良好に目標吸気量Ｑａ＊が達成できるように有効開口面積ＣＡｔとスロットル開度ＴＰとの関係を学習補正することができる。なお、スロットル開度制御手段のスロットル学習値は、バックアップメモリとして機能する。すなわち、エンジン１の停止中または内燃機関制御装置の電源オフ時においては、スロットル学習値ＴＰＬＲＮがスロットル学習値記憶手段５６に保持される。
【００５３】
以上のようにして、スロットル学習値ＴＰＬＲＮの算出が行われるとともに、スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮに基づくスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮｉの算出および記憶が行われるが、このような学習処理は全運転領域で行うことはできないので、学習禁止処理が必要となる。
【００５４】
学習更新禁止条件５７は、後述する所定の更新禁止条件が成立した場合に、前回のスロットル学習値ＴＰＬＲＮ（ｎ−１）を入力し、スロットル学習値ＴＰＬＲＮの更新を禁止する。
以下、実施の形態１による学習更新禁止条件５７について具体的に説明する。
【００５５】
スロットル学習値ＴＰＬＲＮの更新禁止条件が不成立の場合に、学習用補正後積分処理手段５４で算出されたスロットル学習値ＴＰＬＲＮを、ＣＡｔ−ＴＰマップのＣＡｔ軸ポイントに応じた学習領域の最終的なスロットル学習値とする。
【００５６】
過渡運転時などにおいて目標開度ＴＰ＊が急変した場合には、スロットル開度変化によるエアフロセンサ２の近傍の流速が変化するまでの応答遅れや、エアフロセンサ２そのものの応答遅れなどにより、吸気量Ｑａが応答するまでに或る程度の時間が必要となる。
【００５７】
従って、学習更新禁止条件５７は、目標開度ＴＰ＊とスロットル開度ＴＰの偏差が所定値Ｂ以上となった場合には、スロットル学習値ＴＰＬＲＮの更新を禁止する。これにより、吸気量Ｑａの応答遅れ等によるスロットル学習値ＴＰＬＲＮの誤学習を防止することができる。
【００５８】
また、エアフロセンサ２は、吸気管内圧Ｐｅと大気圧Ｐｏとの圧力比Ｐｅ／Ｐｏが或る程度大きくなると、吸入空気脈動の影響を受けるので、実際の吸気量と測定した吸気量との間に誤差が発生する場合があり、このような運転領域においては、スロットル学習値ＴＰＬＲＮを正確に算出することができない。
【００５９】
従って、学習更新禁止条件５７は、圧力比Ｐｅ／Ｐｏが前述の所定値Ｂ以上を示す場合には、スロットル学習値ＴＰＬＲＮ（ｎ−１）を選択し、スロットル学習値ＴＰＬＲＮの更新を禁止する。これにより、吸入空気脈動の影響によるスロットル開度ＴＰの誤学習を防止することができる。
【００６０】
また、学習更新禁止条件５７は、目標スロットル通過空気流量とスロットル通過空気流量との差の絶対値が、目標スロットル通過空気流量と所定値Ｃの積未満となる場合、スロットル学習値の更新を禁止してもよい。
【００６１】
また、学習更新禁止条件５７は、目標スロットル通過空気流量とスロットル通過空気流量との差の絶対値が、目標スロットル通過空気流量と所定値Ｃの積を超えた場合と、前記目標スロットル通過空気流量と所定時間前の前記目標スロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と所定値Ｄの積を超えた場合の何れか一つ以上の場合でスロットル学習値の更新を禁止してもよい。
【００６２】
また、学習更新禁止条件５７は、リンプホーム状態となった場合、内燃機関への吸気量を検出する手段として用いるセンサに異常が生じた場合、あるいは、吸気管内圧を検出する手段として用いるセンサに異常が生じた場合の何れか一つ以上の場合でスロットル学習値の更新を禁止してもよい。
【００６３】
なお、学習用開度ＴＰｉｒとスロットル開度ＴＰまたは目標開度ＴＰ＊の偏差が所定値Ｅ以下になった場合、もしくは目標吸気量Ｑａ＊と吸気量Ｑａの偏差率が所定値Ｆ以下になった場合、目標有効開口面積ＣＡｔ＊と学習用有効開口面積ＣＡｔｒの偏差が所定値Ｇ以下になった場合のいずれが１つ以上で、スロットル学習値ＴＰＬＲＮの更新を禁止することで、スロットル学習の不感帯として機能する。
これにより、スロットル学習値が収束した場合のスロットル開度学習値が変動、すなわちスロットル開度の変動を防止することができる。
【００６４】
次に、図６を参照しながらスロットル開度ＴＰを補正するスロットルフィードバック制御手段６０について説明する。
スロットルフィードバック制御手段６０は、目標吸気管内圧ＰｅＴＧＴを用いたフィードバック用有効開口面積算出手段６１と、フィードバック用開度算出手段６２と、スロットルポジションセンサ５の出力が入力されるフィードバック基本値算出手段６３と、フィードバック基本値ΔＴＰｆｂを積分処理する補正後積分処理手段（Ｆ／Ｂ）６４と、フィードバック更新禁止条件６５を備えている。なお、目標開度算出手段３５の前段構成については、前述（図５参照）と同様なので省略されている。
【００６５】
フィードバック用有効開口面積算出手段６１は、目標開度ＴＰ＊に制御したときの実際の吸気量Ｑａに基づいて、スロットル開度制御手段によるスロットル４のフィードバック用有効開口面積ＣＡｔｆｂを算出する。
このとき、フィードバック用有効開口面積算出手段６１は、吸気量Ｑａ、大気圧Ｐｏ、目標吸気管内圧ＰｅＴＧＴおよび吸気温Ｔｏを、いわゆる絞り式流量計の流量算出式に適用し、前述の式（５）のように、スロットル開度制御手段のフィードバック用有効開口面積ＣＡｔｆｂを算出してフィードバック用開度算出手段６２に入力する。
【００６６】
フィードバック用開度算出手段６２は、ＣＡｔ−ＴＰマップを用いてフィードバック用有効開口面積ＣＡｔｆｂから算出されたフィードバック用スロットル開度ＴＰｉｆｂを算出し、フィードバック基本値算出手段６３に入力する。なお、上記ＣＡｔ−ＴＰマップは、あらかじめ適合したマップ関係に対し、以前に算出されているスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮｉを加算したものをＴＰｉｆｂとしてフィードバック基本値算出手段６３に入力しても問題はない。
【００６７】
フィードバック基本値算出手段６３は、スロットルポジションセンサ５により検出されるスロットル開度ＴＰとフィードバック用スロットル開度ＴＰｉｆｂとの差分ΔＴＰｆｂ（＝ＴＰ−ＴＰｉｆｂ）を、フィードバック基本値として算出し、補正後積分処理手段（Ｆ／Ｂ）６４に入力する。ここで、スロットル開度ＴＰは、フィードバック用スロットル開度ＴＰｉｆｂを算出したタイミングと同じものを使うこととする。また、スロットル開度ＴＰの代わりに目標開度ＴＰ＊を用いてもよい。
【００６８】
補正後積分処理手段（Ｆ／Ｂ）６４は、フィードバック基本値ΔＴＰｆｂに補正係数Ｋｃｆｂ（０≦Ｋｃｆｂ≦１）を乗算した値を順次積分し（または、フィードバック基本値ΔＴＰｆｂにフィルタ処理を施し）て、フィードバック基本値ΔＴＰｆｂから瞬時的なばらつきを除去したスロットルフィードバック値ＴＰＦＢを、フィードバック更新禁止条件６５を介して後述のスロットル開度補正値算出手段７２に入力する。
【００６９】
また、フィードバック更新禁止条件６５における更新禁止条件の具体例として、目標開度とスロットル開度の偏差が所定値Ｂ以上となった場合、スロットルフィードバック値ＴＰＦＢの更新を禁止してもよい。
【００７０】
フィードバック更新禁止条件６５は、所定の更新禁止条件（後述する）が成立した場合に、前回のスロットルフィードバック値ＴＰＦＢ（ｎ−１）を入力し、スロットルフィードバック値ＴＰＦＢの更新を禁止する。また、吸気管内圧Ｐｅと大気圧Ｐｏとの圧力比Ｐｅ／Ｐｏが所定値Ａ以上を示す場合には、スロットルフィードバック値ＴＰＦＢの更新が禁止されるようにしてもよい。
【００７１】
また、フィードバック更新禁止条件６５は、目標スロットル通過空気流量と学習用スロットル通過空気流量の差の絶対値が、目標スロットル通過空気流量と所定値Ｈの積未満となる場合には、スロットルフィードバック値の更新を禁止してもよい。
【００７２】
フィードバック更新禁止条件６５は、目標スロットル通過空気流量と学習用スロットル通過空気流量との差の絶対値が、目標スロットル通過空気流量と所定値Ｈの積を超えた場合と、目標スロットル通過空気流量と所定時間前の目標スロットル通過空気流量との差の絶対値が、目標スロットル通過空気流量と所定値Ｉの積を超えた場合の何れか一つ以上の場合でスロットルフィードバック値ＴＰＦＢの更新を禁止してもよい。
【００７３】
フィードバック更新禁止条件６５は、目標スロットル通過空気流量とスロットル通過空気流量との差の絶対値が、目標スロットル通過空気流量と所定値Ｊの積未満となる場合、スロットルフィードバック値ＴＰＦＢを保持してもよい。
【００７４】
フィードバック更新禁止条件６５は、リンプホーム状態となった場合、内燃機関への吸気量を検出する手段として用いるセンサに異常が生じた場合、あるいは吸気管内圧を検出する手段として用いるセンサに異常が生じた場合の何れか一つ以上の場合でスロットルフィードバック値の更新を禁止してもよい。
【００７５】
加えて、フィードバック用開度ＴＰｉｆｂとスロットル開度ＴＰまたは目標開度ＴＰ＊の偏差が所定値Ｅ以下になった場合、もしくは目標吸気量Ｑａ＊と吸気量Ｑａの偏差率が所定値Ｆ以下になった場合、目標有効開口面積ＣＡｔ＊と学習用有効開口面積ＣＡｔｒと偏差が所定値Ｇ以下になった場合の何れか１つ以上で、スロットルフィードバック値ＴＰＦＢの更新が禁止されるようにしてもよい。
【００７６】
次に、図７を参照しながら、最終目標開度算出手段７０について説明する。
最終目標開度算出手段７０は、目標スロットル学習値算出手段７１と、スロットル開度補正値算出手段７２と、補正後目標開度算出手段７３と、目標開度算出手段３５を備えており、フィードバック更新禁止条件６５を介して出力されたスロットルフィードバック値ＴＰＦＢと、目標スロットル学習値算出手段７１より算出された目標スロットル学習値ＴＰＬＲＮＴＧＴの和であるスロットル学習補正値ＴＰＦＢｉを補正後目標開度算出手段７３に入力する。補正後目標開度算出手段７３は、目標開度算出手段３５より入力された目標開度ＴＰ＊とスロットル学習補正値ＴＰＦＢｉの和である補正後目標開度ＴＰＴＧＴ＊を出力する。
【００７７】
目標スロットル学習値算出手段７１は、スロットル学習値記憶手段５６にてＥＣＵ９に記憶されているスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮｉと、あらかじめ適合したスロットル開度ＴＰと有効開口面積ＣＡｔとの対応マップ関係を示すＣＡｔ−ＴＰマップを用いて、目標有効開口面積ＣＡｔ＊から算出された目標スロットル学習値ＴＰＬＲＮＴＧＴを算出する。この時、上記ＣＡｔ−ＴＰマップは、あらかじめ適合したマップ関係に対して以前に算出されているスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮｉが加算されている関係でも問題はない。
【００７８】
スロットル開度補正値算出手段７２は、スロットルフィードバック値ＴＰＦＢと目標スロットル学習値ＴＰＬＲＮＴＧＴとを加算する加算手段からなり、加算結果をスロットル学習補正値ＴＰＦＢｉとして補正後目標開度算出手段７３に入力する。
【００７９】
補正後目標開度算出手段７３は、スロットル開度補正値算出手段７２から算出されたスロットル学習補正値ＴＰＦＢｉと目標開度算出手段３５から算出された目標開度ＴＰ＊との加算手段からなり、加算結果を補正後目標開度ＴＰＴＧＴ＊として出力する。
【００８０】
このように、最終目標開度算出手段７０は、フィードバック基本値ΔＴＰｆｂ（スロットル開度ＴＰと学習用開度ＴＰｉｆｂとの偏差）に基づいてスロットル開度学習値ＴＰＦＢを算出し、目標開度ＴＰ＊をスロットル学習補正値ＴＰＦＢｉで補正した補正後目標開度ＴＰＴＧＴ＊を用いて、スロットル開度ＴＰを制御することにより目標吸気量Ｑａ＊と吸気量Ｑａとの誤差を減少させる。
【００８１】
以上において、実施の形態１に係る内燃機関制御装置について詳述したが、図８はそのスロットル開度制御の全体を示すフロー図で、この内燃機関制御装置によれば、スロットルボディおよび各種センサばらつきに対するスロットル開度補正をスロットル学習で行い
、更に、目標吸気管内圧を用いてスロットルを制御することにより発生する変換係数などの設定値のずれに起因したスロットル開度の誤差に対するスロットル開度補正をスロットルフィードバックで行うので、目標吸気量に対し、高応答で高精度の吸気量が得られるスロットル開度制御を実現する内燃機関制御装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１  エンジン、２  エアフロセンサ、３  吸気温センサ、４  スロットルボディー（スロットル）、４ａ  スロットル弁、５  スロットルポジションセンサ、６  サージタンク、７  吸気管内圧センサ、８  ＥＧＲバルブ、９  電子制御ユニット（ＥＣＵ）、９ａ  入力インタフェース（入力Ｉ／Ｆ）、９ｂ  演算処理部、９ｃ  出力インタフェース（出力Ｉ／Ｆ）、１０  各種センサ、１１  大気圧センサ、１２  スロットル上流圧センサ、１３  各種アクチュエータ、３０  目標吸気量算出手段、３１  目標有効開口面積算出手段、３２  音速算出手段、３３  圧力比算出手段、３４  無次元流量算出手段、３５  目標開度算出手段、５０  スロットル学習値算出手段、５１  学習用有効開口面積算出手段、５２  学習用開度算出手段、５３  学習基本値算出手段、５４  学習用補正後積分処理手段、５５  単調増加処理手段、５６  スロットル学習値記憶手段、５７  学習更新禁止条件、６０  スロットルフィードバック制御手段、６１  フィードバック用有効開口面積算出手段、６２  フィードバック用開度算出手段、６３  フィードバック基本値算出手段、６４  補正後積分処理手段（Ｆ／Ｂ）、６５  フィードバック更新禁止条件、７０  最終目標開度算出手段、７１  目標スロットル学習値算出手段、７２  スロットル開度補正値算出手段、７３  補正後目標開度算出手段、ａ０  大気中の音速、ＣＡｔ  有効開口面積、ＣＡｔｒ  学習用有効開口面積、実有効開口面積、ＣＡｔ＊  目標有効開口面積）、Ｐｏ  大気圧、Ｐ１  スロットル上流圧、Ｐｅ  吸気管内圧、Ｑａ  吸入空気流量（吸気量）、Ｑａ＊  目標吸気量、Ｔｏ  吸入空気温度（吸気温）、ＴＰ  スロットル開度、ＴＰ＊  目標開度、ＴＰＬＲＮ  スロットル学習値、ＴＰＴＧＴ＊  補正後目標開度、σ  無次元流量、ΔＴＰｒ  学習基本値、ＴＰＬＲＮｉ  スロットル開度学習値、ＴＰＦＢ  スロットルフィードバック値、ＴＰＦＢｉ  スロットル学習補正値、ΔＴＰｆｂ  フィードバック基本値、ＴＰｉｒ  学習用開度
【図１】
2018066270.tif 000008
【図２】
2018066270.tif 000009
【図３】
2018066270.tif 000010
【図４】
2018066270.tif 000011
【図５】
2018066270.tif 000012
【図６】
2018066270.tif 000013
【図７】
2018066270.tif 000014
【図８】
2018066270.tif 000015
【図９】
2018066270.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月4日(2017.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御することにより吸気経路のスロットル有効開口面積を変化させて、内燃機関への吸気量を制御するスロットル開度制御手段と、前記内燃機関への吸気量を検出する吸気量検出手段と、前記スロットル弁の上流側の圧力を検出するスロットル上流圧力検出手段と、大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記スロットル弁から前記内燃機関への吸気管内の圧力を検出する吸気管内圧検出手段と、前記スロットル弁の上流側の吸気温を検出する吸気温検出手段と、を含み、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に合わせた目標吸気量を算出する目標吸気量算出手段と、
前記内燃機関の運転状態に合わせた目標吸気管内圧を算出する目標吸気管内圧算出手段と、
前記目標吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、絞り式流量算出式に適応して目標有効開口面積を算出する目標有効開口面積算出手段と、
あらかじめ適合されたスロットル有効開口面積とスロットル開度との対応マップを用いて、前記目標有効開口面積から目標開度を算出する目標開度算出手段と、
前記吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、前記絞り式流量算出式に適応して学習用有効開口面積を算出する学習用有効開口面積算出手段と、前記対応マップを用いて前記学習用有効開口面積から学習用開度を算出する学習用開度算出手段と、スロットル開度と前記学習用開度との差より学習基本値を算出する学習基本値算出手段と、前記学習基本値から瞬時的なばらつきを除去してスロットル学習値を算出する学習用補正後積分処理手段と、を含むスロットル学習値算出手段と、
前記吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、前記絞り式流量算出式に適応して、フィードバック用有効開口面積を算出するフィードバック用有効開口面積算出手段と、前記対応マップを用いて、前記フィードバック用有効開口面積からフィードバック用開度を算出するフィードバック用開度算出手段と、前記スロットル開度と前記フィードバック用開度との差よりフィードバック基本値を算出するフィードバック基本値算出手段と、前記フィードバック基本値を積分処理してスロットルフィードバック値を算出する補正後積分処理手段と、を含むスロットルフィードバック制御手段と、
前記目標開度算出手段と、目標スロットル学習値を算出する目標スロットル学習値算出手段と、前記スロットルフィードバック制御手段と、を含む補正後目標開度算出手段と、
前記補正後目標開度算出手段と、前記目標スロットル学習値算出手段と、前記スロットルフィードバック値と前記目標スロットル学習値との和であるスロットル学習補正値を前記補正後目標開度算出手段に入力するスロットル開度補正値算出手段と、前記目標開度算出手段と、を含み、前記対応マップの前記目標有効開口面積に対応する前記目標開度の値、前記目標スロットル学習値、及び前記スロットルフィードバック値の和が、前記目標有効開口面積に対応する実際のスロットル開度に近づくように、前記スロットル学習値と前記スロットルフィードバック値を更新し記憶する最終目標開度算出手段と、を備え、
前記スロットルフィードバック値の更新が禁止されている場合、前記スロットル学習値の更新を禁止することを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項２】
前記学習用有効開口面積を挟む前記対応マップの２つの有効開口面積軸ポイントの内、上側の軸ポイントに対応するスロットル学習値を更新する場合は、前記上側の軸ポイントで示されるスロットル開度と前記スロットル学習値の和が、前記スロットル開度を超えないようにし、
下側の軸ポイントに対応するスロットル学習値を更新する場合は、前記下側の軸ポイントで示されるスロットル開度と前記スロットル学習値の和が、前記スロットル開度を下回らないようにすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項３】
前記目標開度と前記スロットル開度の偏差が以上となった場合、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関制御装置。
【請求項４】
前記対応マップと前記スロットル学習値の和が前記学習用有効開口面積に対し、単調増加になるように前記スロットル学習値を制限することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項５】
前記吸気管内の圧力と前記目標吸気管内圧に対する前記スロットル弁の上流側の圧力または前記大気圧との圧力比の少なくとも何れかが所定値以上を示す場合には、前記スロットルフィードバック値および前記スロットル学習値の更新が禁止されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項６】
前記学習用有効開口面積と前記目標有効開口面積の少なくともどちらか一方の面積が、前記対応マップの所定値の範囲を超えた値を示す場合には、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項７】
エンジン回転数が第１の所定値以下、あるいは前記第１の所定値より大きい第２の所定値を超える場合には、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止することを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項８】
目標スロットル通過空気流量とスロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第３の所定値の積未満の値を示す場合、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止することを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項９】
目標スロットル通過空気流量と学習用スロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第４の所定値の積を超えた値を示す場合、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止する手段と、
目標スロットル通過空気流量と第１の所定時間前の前記目標スロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第５の所定値の積を超えた値を示す場合、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止する手段と、
の何れか一方、もしくは両方を備えたことを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１０】
目標スロットル通過空気流量とスロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第６の所定値の積未満の値を示す場合、前記スロットル学習値の更新を禁止することを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１１】
目標スロットル通過空気流量とスロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第６の所定値の積を超えた値を示す場合、スロットル学習値の更新を禁止する手段と、
前記目標スロットル通過空気流量と第２の所定時間前の前記目標スロットル通過空気流量との差の絶対値が、前記目標スロットル通過空気流量と第７の所定値の積を超えた値を示す場合、スロットル学習値の更新を禁止する手段と、
の何れか一方、もしくは両方を備えたことを特徴とする請求項１から１０の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１２】
リンプホーム状態時は前記スロットルフィードバック値および前記スロットル学習値の更新を禁止する手段と、
前記内燃機関への吸気量を検出する手段として用いるセンサに異常が生じた場合、前記スロットルフィードバック値および前記スロットル学習値の更新を禁止する手段と、
前記吸気管内の圧力を検出する手段として用いるセンサに異常が生じた場合、前記スロットルフィードバック値および前記スロットル学習値の更新を禁止する手段と、
の何れか一方、もしくは両方を備えたことを特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１３】
前記スロットル開度が第８の所定値を上回った値を示す場合、前記スロットルフィードバック値の更新を禁止することを特徴とする請求項１から１２の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明に係る内燃機関制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御することにより吸気経路のスロットル有効開口面積を変化させて、内燃機関への吸気量を制御するスロットル開度制御手段と、前記内燃機関への吸気量を検出する吸気量検出手段と、前記スロットル弁の上流側の圧力を検出するスロットル上流圧力検出手段と、大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記スロットル弁から前記内燃機関への吸気管内の圧力を検出する吸気管内圧検出手段と、前記スロットル弁の上流側の吸気温を検出する吸気温検出手段と、を含み、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に合わせた目標吸気量を算出する目標吸気量算出手段と、
前記内燃機関の運転状態に合わせた目標吸気管内圧を算出する目標吸気管内圧算出手段と、
前記目標吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、絞り式流量算出式に適応して目標有効開口面積を算出する目標有効開口面積算出手段と、
あらかじめ適合されたスロットル有効開口面積とスロットル開度との対応マップを用いて、前記目標有効開口面積から目標開度を算出する目標開度算出手段と、
前記吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、前記絞り式流量算出式に適応して学習用有効開口面積を算出する学習用有効開口面積算出手段と、前記対応マップを用いて前記学習用有効開口面積から学習用開度を算出する学習用開度算出手段と、スロットル開度と前記学習用開度との差より学習基本値を算出する学習基本値算出手段と、前記学習基本値から瞬時的なばらつきを除去してスロットル学習値を算出する学習用補正後積分処理手段と、を含むスロットル学習値算出手段と、
前記吸気量、前記スロットル弁の上流側の圧力、前記目標吸気管内圧、及び前記スロットル弁の上流側の吸気温を、前記絞り式流量算出式に適応して、フィードバック用有効開口面積を算出するフィードバック用有効開口面積算出手段と、前記対応マップを用いて、前記フィードバック用有効開口面積からフィードバック用開度を算出するフィードバック用開度算出手段と、前記スロットル開度と前記フィードバック用開度との差よりフィードバック基本値を算出するフィードバック基本値算出手段と、前記フィードバック基本値を積分処理してスロットルフィードバック値を算出する補正後積分処理手段と、を含むスロットルフィードバック制御手段と、
前記目標開度算出手段と、目標スロットル学習値を算出する目標スロットル学習値算出手段と、前記スロットルフィードバック制御手段と、を含む補正後目標開度算出手段と、
前記補正後目標開度算出手段と、前記目標スロットル学習値算出手段と、前記スロットルフィードバック値と前記目標スロットル学習値との和であるスロットル学習補正値を前記補正後目標開度算出手段に入力するスロットル開度補正値算出手段と、前記目標開度算出手段と、を含み、前記対応マップの前記目標有効開口面積に対応する前記目標開度の値、前記目標スロットル学習値、及び前記スロットルフィードバック値の和が、前記目標有効開口面積に対応する実際のスロットル開度に近づくように、前記スロットル学習値と前記スロットルフィードバック値を更新し記憶する最終目標開度算出手段と、を備え、
前記スロットルフィードバック値の更新が禁止されている場合、前記スロットル学習値の更新を禁止するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
以上のようにして、スロットル学習値ＴＰＬＲＮの算出が行われるとともに、スロットル学習値ＴＰＬＲＮに基づくスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮｉの算出および記憶が行われるが、このような学習処理は全運転領域で行うことはできないので、学習禁止処理が必要となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
このように、最終目標開度算出手段７０は、フィードバック基本値ΔＴＰｆｂ（スロットル開度ＴＰとフィードバック用スロットル開度ＴＰｉｆｂとの偏差）に基づいてスロットルフィードバック値ＴＰＦＢを算出し、目標開度ＴＰ＊をスロットル学習補正値ＴＰＦＢｉで補正した補正後目標開度ＴＰＴＧＴ＊を用いて、スロットル開度ＴＰを制御することにより目標吸気量Ｑａ＊と吸気量Ｑａとの誤差を減少させる。