(57)【要約】【課題】連続するスロットル開度学習完了範囲内では、スロットル開度学習値を適用した制御、又は、吸気量検出手段のフェイルセーフを行なうことができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】吸気量を用いて算出した実有効開口面積と、スロットル機差ばらつきに対する実スロットル開度からスロットル開度学習値を演算し、スロットル開度学習による補正後の有効開口面積と実有効開口面積の偏差状態によってスロットル開度学習完了した領域を示すスロットル開度学習完了範囲を算出することで、連続するスロットル開度学習完了範囲内では、スロットル開度学習値を適用した制御、または、吸気量検出手段のフェイルセーフを行なう。【選択図】図２
2018059438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルと、
前記スロットルの開度を制御することにより前記吸気通路の有効開口面積を変化させて、前記内燃機関への吸気量を可変制御するスロットル開度制御手段と、
前記スロットルの実開度を測定する実スロットル開度検出手段と、
前記内燃機関への実吸入空気流量を測定する実吸入空気流量検出手段と、
前記スロットルの前記内燃機関側の圧力をインマニ圧として測定するインマニ圧検出手段と、
前記スロットルの大気側の吸気温を測定する吸気温検出手段と、
前記実吸入空気流量、前記インマニ圧および前記吸気温を、絞り式流量計の流量算出式に適用して、前記実スロットル開度検出手段で測定された実スロットル開度に対応した実有効開口面積を算出する実有効開口面積算出手段と、
あらかじめ用意された有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、前記実有効開口面積と、前記実スロットル開度と、に基づいて、有効開口面積−スロットル開度の関係を学習し、スロットル開度学習値を算出するスロットル開度学習手段と、
前記実有効開口面積と、前記実スロットル開度と、スロットル開度学習補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、から求まる偏差が所定値以下であるかを判断するスロットル開度学習完了判定手段と、
前記実スロットル開度が、スロットル開度学習完了判定された連続するスロットル開度領域の範囲内であるかどうかを判定するスロットル開度学習完了範囲判定手段と、
前記実スロットル開度が、前記スロットル開度学習完了判定手段により完了と判断され、かつ前記スロットル開度学習完了範囲判定手段により範囲外と判断された場合、スロットル開度学習完了範囲を更新するスロットル開度学習完了範囲更新手段と、を備え、
前記スロットル開度学習完了範囲更新手段により更新されたスロットル開度学習完了範囲内にある前記スロットル開度学習値を用いて目標スロットル開度を算出し、前記スロットルを制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記スロットル開度学習完了判定手段にて算出される偏差は、前記スロットル開度学習補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップより算出した前記実有効開口面積に対する学習後スロットル開度と、前記実スロットル開度の偏差であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記スロットル開度学習完了判定手段にて算出される偏差は、前記スロットル開度学習補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップより算出した前記実スロットル開度に対する学習後有効開口面積と、前記実有効開口面積の偏差であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記スロットル開度学習完了判定手段にて算出される偏差は、前記スロットル開度学習補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップより算出した前記実有効開口面積と、前記インマニ圧および前記吸気温から求まる学習後実吸入空気流量と、前記実吸入空気流量の偏差であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記スロットル開度学習完了範囲判定手段にて算出されるスロットル開度学習完了範囲は、前記スロットル開度学習完了判定された連続する区間のスロットル開度領域の最大値である学習完了範囲最大値と、最小値である学習完了範囲最小値と、の間の範囲であ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の制御装置
【請求項６】
前記スロットル開度学習完了範囲更新手段は、すでに前記スロットル開度学習完了判定
がされた前記実スロットル開度が、スロットル開度学習完了範囲外である場合、前記スロットル開度学習完了範囲の最大値よりも大きいときには、大きい側に範囲を更新し、
前記スロットル開度学習完了範囲の最小値よりも小さいときには、小さい側に範囲を更新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の制御装置
【請求項７】
前記実スロットル開度がスロットル開度学習完了範囲内の場合は学習完了と判定し、スロットル開度学習完了範囲外の場合は学習未完了として、学習完了判定に応じて、スロットル開度学習値を考慮するかどうかを判断して前記スロットルを制御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の制御装置
【請求項８】
前記実スロットル開度がスロットル開度学習完了範囲内の場合は、前記スロットル開度学習値を考慮して、実吸入空気流量検出手段のフェイルセーフを行う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の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御パラメータの算出に適用するスロットル開度を制御する内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ドライバや車輌側からの駆動力の要求値としてエンジン出力軸トルクを用い、これを指標にエンジンの発生トルクを制御する、所謂、「トルクベース制御」と呼ばれるエンジンの制御方法が普及している。このトルクベース制御では、ドライバによるアクセルペダルの操作量に基づいてエンジンの目標トルクを決定し、目標トルクを発生させることができる目標吸入空気流量がエンジンに吸入されるようにスロットルの開度を制御し、実際の吸入空気流量に応じて燃料噴射量や点火時期を制御してエンジンの出力が目標トルクに制御され、ドライバの要求する走行性能が実現される。
【０００３】
このようなエンジンの目標トルクに対応した目標吸入空気流量を実現するために、エンジンのスロットルに連設したアクチュエータを駆動してスロットル開度を制御するエンジンの制御装置において、目標吸入空気流量とスロットル前後の圧力比とスロットルの開口面積等を基本とする絞り式流量計の流量算出式に適用してスロットルの目標開口面積を求め、このスロットルの目標開口面積を達成するスロットル開度となるようスロットルに連設したアクチュエータを制御する手段が提案されている。
【０００４】
さらに、例えば特許第４２３７２１４号公報（特許文献１）では、予め用意された有効開口面積とスロットル開度の関係がスロットルバルブ及び各種センサ等のばらつきに応じて変化することに着目し、実吸入空気流量と目標吸入空気流量が一致するように有効開口面積とスロットル開度の関係を学習補正することにより、実吸入空気流量を目標吸入空気流量に精度良く一致させる技術が提案されている。
【０００５】
また、例えば特許第５３２８９６７号公報（特許文献２）では、スロットル開度と有効開口面積の関係の学習を利用して、過渡変化時から、排気バルブから触媒までの排気管内の温度が収束するまでの間は、学習済みの関係に基づいて実シリンダ吸入空気流量を算出する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２３７２１４号公報
【特許文献２】特許第５３２８９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１あるいは２に提案された技術では、スロットル開度学習は運転ゾーン毎に学習領域を細分化することで制御精度を向上させているため、例えば全開域などの運転されにくい領域については、一般的な走行だけでは学習完了されていないことがある。そのため、このような運転パターンによる未学習領域が残っている場合、未学習領域を跨ぐようなスロットル制御時にはスロットル開度学習値を考慮しても制御精度がよくならない課題があった。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、連続するスロットル開度学習完了範囲内では、スロットル開度学習値を適用した制御、又は、吸気量検出手段のフ
ェイルセーフを行なうことができる内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による内燃機関の制御装置は、
内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルと、
前記スロットルの開度を制御することにより前記吸気通路の有効開口面積を変化させて、前記内燃機関への吸気量を可変制御するスロットル開度制御手段と、
前記スロットルの実開度を測定する実スロットル開度検出手段と、
前記内燃機関への実吸入空気流量を測定する実吸入空気流量検出手段と、
前記スロットルの前記内燃機関側の圧力をインマニ圧として測定するインマニ圧検出手段と、
前記スロットルの大気側の吸気温を測定する吸気温検出手段と、
前記実吸入空気流量、前記インマニ圧および前記吸気温を、絞り式流量計の流量算出式に適用して、前記実スロットル開度検出手段で測定された実スロットル開度に対応した実有効開口面積を算出する実有効開口面積算出手段と、
あらかじめ用意された有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、前記実有効開口面積と、前記実スロットル開度と、に基づいて、有効開口面積−スロットル開度の関係を学習し、スロットル開度学習値を算出するスロットル開度学習手段と、
前記実有効開口面積と、前記実スロットル開度と、スロットル開度学習補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、から求まる偏差が所定値以下であるかを判断するスロットル開度学習完了判定手段と、
前記実スロットル開度が、スロットル開度学習完了判定された連続するスロットル開度領域の範囲内であるかどうかを判定するスロットル開度学習完了範囲判定手段と、
前記実スロットル開度が、前記スロットル開度学習完了判定手段により完了と判断され、かつ前記スロットル開度学習完了範囲判定手段により範囲外と判断された場合、スロットル開度学習完了範囲を更新するスロットル開度学習完了範囲更新手段と、を備え、
前記スロットル開度学習完了範囲更新手段により更新されたスロットル開度学習完了範囲内にある前記スロットル開度学習値を用いて目標スロットル開度を算出し、前記スロットルを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明による内燃機関の制御装置によれば、吸気量を用いて有効開口面積を算出することにより、有効開口面積と実のスロットル開度の関係を正規の状態に近づけ、同時にスロットルの機差ばらつきを吸収するためのスロットル開度学習制御を行い、スロットル開度学習による補正後の有効開口面積と実有効開口面積の偏差状態によってスロットル開度学習が完了した領域を示すスロットル開度学習完了範囲を算出し、スロットル開度学習値を考慮するか使い分けることで、連続するスロットル開度学習完了範囲内では、スロットル開度学習値を適用した制御、又は、吸気量検出手段のフェイルセーフを精度よくできるすぐれた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１による内燃機関の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によ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によるスロットル開度学習完了判定処理を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による有効開口面積偏差の演算処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１によるスロットル開度−有効開口面積を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による吸入空気流量偏差の演算処理を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１によるスロットル開度偏差の演算処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１によるスロットル開度学習値の算出処理部を概略的に示す制御ブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態１によるロングタイム学習値の格納処理部を概略的に示す制御ブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態１によるスロットル開度学習基本値の算出方法を概略的に示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態１によるＣＡｔ−ＴＰが取りうる関係を概略的に示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態１によるロングタイム学習値ＴＰＬの格納処理を概略的に示す説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態１による単調増加処理を概略的に示す説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態１によるスロットル開度学習完了範囲判定処理を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態１によるスロットル開度学習完了範囲更新処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明による内燃機関の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。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置を概略的に示す構成図であり、図２は、図１に示す内燃機関の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。
【００１４】
図１において、エンジン１の吸気系の上流に吸入空気流量を測定する吸入空気流量検出手段のエアフロセンサ（以下、ＡＦＳ：Ａｉｒ  Ｆｌｏｗ  Ｓｅｎｓｏｒ）２が設けられており、吸気温検出手段として吸気温センサ３がＡＦＳ２に内蔵、又は別体のセンサとして設けられている。ＡＦＳ２の下流側でエンジン１との間には、吸入空気流量を調整するために電気的に制御できる電子制御スロットル（以下、スロットル）４が設けられている。また、スロットル４の開度を測定するために、スロットル開度検出手段としてスロットル開度センサ５が設けられている。
【００１５】
さらに、スロットル４の下流側に設けられたサージタンク６とインテークマニホールド７の内部を含む空間（以下、インマニ）の圧力（以下、インマニ圧）を測定するインマニ圧検出手段としてインマニ圧センサ８が設けられている。ここで、ＡＦＳ２の代わりに、インマニ圧に基づいて吸入空気流量を推定する方法（所謂、Ｓ／Ｄ（スピードデンシティ）方式）を用いてもよく、吸気温センサ３がインマニ内に設けられていてもよい。
【００１６】
インテークマニホールド７及び筒内を含む吸気バルブの近傍には燃料を噴射するためのインジェクタ９が設けられ、吸気バルブ及び排気バルブには、バルブタイミングを可変するためにスロットル開度制御手段である吸気ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔ
ｉｍｉｎｇ）１０及び排気ＶＶＴ１１がそれぞれ設けられており、シリンダヘッドにはシリンダ内で火花を発生させる点火プラグを駆動するための点火コイル１２が設けられている。エキゾーストマニホールド１３には、図示しない空燃比センサや触媒が設けられ、インマニ７には大気圧センサ１４が設けられている。なお、吸気ＶＶＴ１０と排気ＶＶＴ１１については、片方のみ設けられている場合や、いずれも設けられていない場合もある。
【００１７】
上述のＡＦＳ２、吸気温センサ３、スロットル開度センサ５、インマニ圧センサ８、空燃比センサ、大気圧センサ１４、及びそれ以外の各種センサ（図示しないアクセル開度センサやクランク角度センサを含む）の情報も含め、エンジン１の運転状態を示す情報として、マイクロコンピュータやインターフェース回路からなる電子制御装置（以下、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０に入力される。
【００１８】
入力された各種データより目標トルクが算出され、算出された目標トルクを達成する目標吸入空気流量が算出され、目標吸入空気流量を達成するよう後述する方法で目標有効開口面積を算出して目標スロットル開度を求めている。そして、目標スロットル開度を達成するようにスロットル４の開度を制御する。また、同時にインジェクタ９、吸気ＶＶＴ１０、排気ＶＶＴ１１、点火コイル１２を含む各種アクチュエータへの指示値も算出される。
【００１９】
図２は、エンジン制御部の概略構成を示すブロック図である。
図２において、ＥＣＵ２０には、運転状態検出手段としてＡＦＳ２、吸気温センサ３、スロットル開度センサ５、インマニ圧センサ８、空燃比センサ、大気圧センサ１４、及びその他図示しない各種センサからの信号が入力され、エンジン１を制御する手段としてスロットル４、インジェクタ９、吸気ＶＶＴ１０、排気ＶＶＴ１１、点火コイル１２、及びその他図示しない各種アクチュエータへの指示値が出力される。なお、大気圧を測定する大気圧センサ１４の代わりに、大気圧を推定する手段を用いてもよいし、ＥＣＵ２０に内蔵された大気圧センサを用いてもよい。
【００２０】
ＥＣＵ２０内ではエンジン制御に関する全ての処理を実施しているが、ここではスロットル制御部とスロットル開度学習完了判定部についての概略を説明する。ＡＦＳ２、吸気温センサ３、インマニ圧センサ８によりそれぞれ測定された実吸入空気流量Ｑａ（Ｓ／Ｄ方式の場合はインマニ圧Ｐｂから推定）、吸気温Ｔａ（インマニ内に吸気温センサが設けられていた場合には大気温の代用として使用）、インマニ圧Ｐｂ、大気圧Ｐａから有効開口面積算出手段２１にてスロットル４の実有効開口面積ＣＡｔが求められる。
【００２１】
次に、スロットル開度学習値算出手段２２にて、有効開口面積算出手段２１で算出された実有効開口面積ＣＡｔと、スロットル開度センサ５にて測定された実スロットル開度θと、予め用意された有効開口面積−スロットル開度の関係マップから、スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出する。
【００２２】
続いて、スロットル開度学習完了判定手段２３では、実有効開口面積ＣＡｔと、実スロットル開度θと、スロットル開度学習補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、から求められる偏差を算出し、この偏差が所定値の範囲であるかを判定する。また、スロットル開度学習完了範囲判定手段２４では、実スロットル開度θが、スロットル開度学習完了判定された連続するスロットル開度領域の範囲内であるかどうかを判定する。
【００２３】
スロットル開度学習完了範囲更新手段２５では、実スロットル開度θが、スロットル開度学習完了判定手段２３により完了と判断され、かつスロットル開度学習完了範囲判定手段２４により範囲外と判断された場合、大気圧推定値スロットル開度学習完了範囲を更新する。目標スロットル開度演算手段２６では、更新されたスロットル開度学習完了範囲、
スロットル開度学習値とその他の情報を用いて目標スロットル開度が演算され、演算された目標スロットル開度にてスロットル４が制御される。
以上がスロットル制御部とスロットル開度学習完了判定部の動作についての概略である。
【００２４】
次に、スロットル開度学習完了判定手段２３で実施される処理について詳細に説明する。
図３から図７において説明するように、ＥＣＵ２０の内部で行われるスロットル開度学習完了判定手段２３の処理は、所定タイミング毎の演算処理（例えば、１０ｍｓ毎のメイン処理やＢＴＤＣ７５ｄｅｇＣＡ毎の割り込み処理）内で実施される。
【００２５】
図３に示すフローチャートのステップ３０１で、有効開口面積算出手段２１によりスロットル４の実有効開口面積ＣＡｔの算出が行われる。本算出方法は、基本的に特許文献１に示された方法と同様であるが、ここで用いる流体力学の基礎式について説明する。所謂、絞り式流量計の体積流量算出式（圧縮性流体の場合）は次の式（１）で表される。
【００２６】
【数１】
2018059438.tif 000003
【００２７】
ここで、吸入空気流量をＱａ［Ｌ／ｓ］、大気の音速をαａ［ｍ／ｓ］、スロットル４の有効開口面積をＣＡｔ［ｃｍ＾２］、インマニ圧をＰｂ［ｋＰａ］、大気圧をＰａ［ｋＰａ］、比熱比をκとする。ここで、無次元流量σを次の式（２）で定義すると、
【００２８】
【数２】
2018059438.tif 000004
【００２９】
式（１）は、次の式（３）のように簡単に書くことができる。
【００３０】
【数３】
2018059438.tif 000005
【００３１】
なお、大気の音速αａ［ｍ／ｓ］は、気体定数をＲ［ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）］、大気温をＴａ［Ｋ］とすると次の式（４）で表される。
【００３２】
【数４】
2018059438.tif 000006
【００３３】
ここで、実吸入空気流量Ｑａと、大気の音速αａ、無次元流量σが与えられた場合に、スロットル４の実有効開口面積ＣＡｔは式（３）を変形した次の式（５）で算出できる。
【数５】
2018059438.tif 000007
【００３４】
以上のように実吸入空気流量Ｑａと、大気の音速αａ、無次元流量σが与えられれば、スロットル４の実有効開口面積ＣＡｔが求められる。
【００３５】
次に、ステップ３０２にてスロットル開度学習値を演算する。スロットル開度学習値の演算方法については後述する。
【００３６】
続いて、ステップ３０３では有効開口面積の偏差を演算する。有効開口面積の偏差は図４に示すフローチャートにより演算される。図４のフローチャートを説明する。まずステップ４０１で、スロットル開度センサ５から求められた実スロットル開度θと、予め用意された有効開口面積−スロットル開度の関係と、前回の処理タイミングでの有効開口面積学習値から、今回の有効開口面積学習値を算出し、実スロットル開度θに対する学習後有効開口面積ＣＡｔ’を算出する。例えば図５に示すように、縦軸を有効開口面積、横軸をスロットル開度としたときに、予め用意された有効開口面積−スロットル開度の関係が実線ａとすると、スロットル開度学習値で補正された値は破線ｂのように表される。ここで実スロットル開度θをＴ５とすると、学習後の有効開口面積はＣＡｔ２のように求められる。なお、図３のステップ３０１で算出された実有効開口面積はＣＡｔ３とする。つぎに、ステップ４０２で実有効開口面積ＣＡｔ３と学習後有効開口面積ＣＡｔ２から有効開口面積偏差ΔＣＡｔを算出する。
【００３７】
図３に戻り、ステップ３０４では吸入空気流量の偏差を演算する。吸入空気流量の偏差は図６に示すフローチャートにより演算される。図６のフローチャートを説明する。まず
ステップ６０１で、学習後吸入空気流量Ｑａ２を、式（５）を用いて、学習後有効開口面積ＣＡｔ２、大気の音速αａ、無次元流量σより算出する。つぎに、ステップ６０２で実吸入空気流量Ｑａと学習後実吸入空気流量Ｑａ２から吸入空気流量偏差ΔＱａを算出する。
【００３８】
再び図３に戻り、ステップ３０５ではスロットル開度の偏差を演算する。スロットル開度の偏差は図７に示すフローチャートにより演算される。図７のフローチャートを説明する。まずステップ７０１で、実スロットル開度θに対して１次フィルタによりなまし処理を施したフィルタ後スロットル開度θ２を算出する。つぎに、ステップ７０２で実スロットル開度θとフィルタ後スロットル開度θ２からスロットル開度偏差Δθを算出する。
【００３９】
図３に戻り、ステップ３０６では、ステップ３０３で算出した有効開口面積偏差ΔＣＡｔの絶対値が所定値Ａより小さいかどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ３０７へ進み、ＮＯであればステップ３１０へ進む。
【００４０】
ステップ３０７では、ステップ３０４で算出した吸入空気流量偏差ΔＱａの絶対値が所定値Ｂより小さいかどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ３０８へ進み、ＮＯであればステップ３１０へ進む。
【００４１】
ステップ３０８では、ステップ３０５で算出したスロットル開度の偏差Δθの絶対値が所定値Ｃより小さいかどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ３０８へ進み、ＮＯであればステップ３１０へ進む。
【００４２】
つぎにステップ３０９では、ステップ３０６、３０７、３０８にて全条件が成立した場合のみ、実スロットル開度θにおける領域について、スロットル開度学習が完了した（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝１）と判定する。ステップ３１０では、ステップ３０６、３０７、３０８のいずれかの条件が成立しなかった場合に、実スロットル開度θにおける領域について、スロットル開度学習が未完了（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝０）と判定する。これでスロットル開度学習完了判定としては処理終了となる。
【００４３】
以上の処理によってスロットル開度学習完了範囲は更新される。
【００４４】
続いて、ステップ３０２のスロットル開度学習値算出手段２２で行われるスロットル開度学習値の演算について詳細に説明する。スロットル開度学習値の演算は特許文献１に示された方法と同様である。
前述した式（１）から式（５）に示す理論式を用いたスロットル開度学習値算出手段２２の実現方法について説明する。
図８及び図９は、スロットル開度学習値算出手段２２の詳細を示した制御ブロック図である。まず図８の制御ブロック図を参照しながら、スロットル開度学習値算出手段２２のスロットル制御及びスロットル開度学習の概要について説明する。
ブロック８０１では、アクセル開度等の入力された各種データより目標トルクのようなエンジン出力指標が算出される。そして、算出されたエンジン出力指標を達成するのに必要な目標シリンダ吸入空気流量が算出され、目標シリンダ吸入空気流量に基づいてスロットル４を通過する目標吸入空気流量（以下、目標Ｑａ＊）が算出される。
【００４５】
続くブロック８０２では、目標有効開口面積（以下、目標ＣＡｔ＊）を式（５）を用いて、目標Ｑａ＊、大気の音速αａ、及び無次元流量σより、達成するための目標として算出される。このように、絞り式流量計の流量算出式を基に目標ＣＡｔ＊を算出しているので、環境条件の変化や、ＥＧＲ導入等のエンジン１の運転状態が変化した場合においても、良好に目標Ｑａ＊を達成する目標ＣＡｔ＊を算出することができる。
【００４６】
ところで、ブロック８０２の演算で必要となる大気の音速αａは、式（４）を用いてＥＣＵ２０内で演算するのは演算の負荷が大きくなるため、ブロック８０３のように予め大気の音速の理論値を算出して吸気温Ｔａを軸としたマップとして記憶しておき、ブロック８０２の演算前に吸気温Ｔａを用いてブロック８０３で大気の音速αａを算出している。
【００４７】
さらに、ブロック８０２の演算で必要となる無次元流量σについても、式（２）を用いてＥＣＵ２０で演算するのは演算の負荷が膨大となるため実用的ではない。そこで、ブロック８０４のように、ＥＣＵ２０内での演算負荷を抑えるために、予め無次元流量の理論値を算出してインマニ圧Ｐｂと大気圧Ｐａの圧力比Ｐｂ／Ｐａを軸としたマップとして記憶しておき、ブロック８０２の演算前にインマニ圧Ｐｂと大気圧Ｐａの圧力比Ｐｂ／Ｐａを算出し、算出された圧力比Ｐｂ／Ｐａを用いてブロック８０４で無次元流量σを算出している。
【００４８】
ところで、一般に、圧力比Ｐｂ／Ｐａが所定値Ｅ（空気の場合、約０．５２８）以下の場合、スロットル４を通る空気の流量が飽和（所謂、チョーク）することが知られている。このチョークが起きた場合には、式（２）で算出される無次元流量σは一定値になることも知られている。そこで、インマニ圧と大気圧の圧力比が所定値Ｅ以下の場合には、ブロック８０４のマップの値を所定値Ｅに対応する一定値（空気の場合、約０．５７８７）にすることで、チョークが起きた場合にも対応できる。
【００４９】
また、無次元流量σは圧力比Ｐｂ／Ｐａがある程度大きくなると、吸入空気脈動によるインマニ圧の振動の影響が大きくなる場合がある。そこで、圧力比Ｐｂ／Ｐａが所定値Ｐｒ（例えば、約０．９５）以上の場合、ブロック８０４のマップの値を所定値Ｐｒに対応する一定値（例えば、約０．２６）として扱うことにより、吸入空気脈動の影響を少なくし、スロットル制御性を確保することができる。なお、インマニ圧ピーク値の方が大気圧より大きい場合には、インマニ内の圧力振動によりスロットル４を逆流する空気が生じていると考えられるので、この場合に、ブロック８０４のマップの値を所定値Ｐｒに対応する一定値（例えば、約０．２６）として扱うようにしてもよい。
【００５０】
以上のようにして、ブロック８０２で算出された目標ＣＡｔ＊を用いて、ブロック８０５では目標スロットル開度ＴＰ＊を算出する。その際、実吸入空気流量Ｑａを用いて式（５）により算出された実有効開口面積ＣＡｔとスロットル開度ＴＰの関係を予め測定し、有効開口面積ＣＡｔとスロットル開度ＴＰが１対１で対応する有効開口面積−スロットル開度の関係マップとして記憶しておき、このマップを用いることで目標有効開口面積ＣＡｔ＊から目標スロットル開度ＴＰ＊を算出することができる。
【００５１】
以上のように算出された目標スロットル開度ＴＰ＊により、スロットル４を制御した時に、スロットルボディ及び各種センサ等のばらつきや、各種推定誤差に起因する目標Ｑａと実Ｑａの誤差を減少するように、スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出する方法を以下で説明する。
【００５２】
スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出するために、ブロック８０６では、学習用に用いる実有効開口面積ＣＡｔｉを実吸入空気流量Ｑａ、大気の音速αａ、無次元流量σより算出する。続くブロック８０７では、ブロック８０５と同じマップを用いて実有効開口面積ＣＡｔｉより学習用スロットル開度を算出する。そしてブロック８０８では、目標スロットル開度ＴＰ＊と学習用スロットル開度ＴＰｉとの偏差ΔＴＰ（＝ＴＰ＊−ＴＰｉ）をスロットル開度学習基本値として算出し、この偏差ΔＴＰを積分するなどしてスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出して格納する。ブロック８０９でのスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮの格納処理についての詳細は後述する。
【００５３】
以上により算出した目標スロットル開度ＴＰ＊とスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮをブロック８１０で加算し、最終的にスロットル４を駆動する学習補正後目標スロットル開度ＴＰＬＲＮ＊を算出する。
【００５４】
このように、スロットル開度学習値算出手段２２は、スロットル開度学習基本値ΔＴＰ（目標開度ＴＰ＊と学習用開度ＴＰｉとの偏差）に基づいてスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出し、目標スロットル開度ＴＰ＊をスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮで補正した学習補正後目標スロットル開度ＴＰＬＲＮ＊を用いて、スロットル開度ＴＰを制御するようになっている。
【００５５】
以下、図１０も参照しながら、スロットル開度制御の学習機能について具体的に説明する。
図１０は、スロットル開度学習基本値の算出方法を概略的に説明する図である。ここで、スロットル開度ＴＰと有効開口面積ＣＡｔとが１対１で対応するものと考えると、目標吸入空気流量Ｑａ＊と実吸入空気流量Ｑａとの間に誤差が存在する場合には、目標吸入空気流量Ｑａ＊から算出した目標有効開口面積ＣＡｔ＊と、実吸入空気流量Ｑａから算出した実有効開口面積ＣＡｔｉとの間にも、誤差が存在することになる。
【００５６】
例えば、図１０に示すように、制御に用いられる有効開口面積−スロットル開度の関係マップ（以下、ＣＡｔ−ＴＰマップ）（ブロック８０５及び８０７で用いるもので破線参照）と、現在の制御対象であるエンジン１のスロットルボディのばらつきや、インマニ圧Ｐｂ、吸気温Ｔａなどを測定する各種センサのばらつきを含んで推定演算される実有効開口面積ＣＡｔと実スロットル開度ＴＰとの関係（以下、「実際のＣＡｔ−ＴＰの関係」と称するもので実線参照）との間に誤差がある場合を考える（ＡＦＳのばらつきは補正後吸気量により補正済み）。
【００５７】
このとき、目標有効開口面積ＣＡｔ＊と目標スロットル開度ＴＰ＊との関係は、図１０のＣＡｔ−ＴＰマップ上の点ａで示される。ところが、図１０のように、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線）と実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）との間に誤差が存在すると、目標スロットル開度ＴＰ＊に対応した実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）上の点ｂの実有効開口面積ＣＡｔｉは、目標有効開口面積ＣＡｔ＊と異なり、スロットル開度ＴＰを目標スロットル開度ＴＰ＊に制御したときに得られる実吸入空気流量Ｑａは、目標吸入空気流量Ｑａ＊と一致しないことになる。
【００５８】
そこで、この誤差を補正する学習値を算出するために、目標開度ＴＰ＊に制御したときに測定される実吸入空気流量Ｑａに基づいて、実有効開口面積ＣＡｔｉを算出する。実有効開口面積ＣＡｔｉと目標開度ＴＰ＊との関係は、図１０の実際のＣＡｔ−ＴＰの関係（実線）の曲線上の点ｂで示される。
【００５９】
図１０において、目標有効開口面積ＣＡｔ＊（目標吸入空気流量Ｑａ＊）を達成するためには、スロットル開度ＴＰが、実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）の曲線上の点ｄに制御される必要があるので、点ａと点ｄとの間の差分を学習値として算出する必要がある。このとき、図１０に示すように、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線）と実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）とが、局所的にはほぼ平行の関係にあるものと仮定し、目標スロットル開度ＴＰ＊に制御したときの実吸入空気流量Ｑａから算出された実有効開口面積ＣＡｔｉに基づき、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線）を用いて学習用スロットル開度ＴＰｉを算出する。
【００６０】
ここで算出された学習用開度ＴＰｉと実有効開口面積ＣＡｔｉとの関係は、図１０のＣＡｔ−ＴＰマップ（破線）上の点ｃで示される。従って、点ｂと点ｃとの間の差分で示さ
れるスロットル開度学習基本値ΔＴＰ（＝ＴＰ＊−ＴＰｉ）が、点ａと点ｄとの間の学習基本値とほぼ等しいものと見なすことができる。このスロットル開度学習基本値ΔＴＰにゲインをかけて積分したものがスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮとなり、目標スロットル開度ＴＰ＊にスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを加算して算出した学習補正後目標スロットル開度ＴＰＬＲＮ＊によりスロットル開度を制御することで、目標吸入空気流量Ｑａ＊と実吸入空気流量Ｑａとの誤差は減少する。
【００６１】
このようにすることで、目標吸入空気流量Ｑａ＊を得るためのスロットル開度ＴＰを算出する際に、スロットルボディ及び各種センサなどのばらつきや、各種推定演算における誤差に対して、良好に目標吸入空気流量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。このとき、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線）と実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）との誤差がほぼ一定（実質的に平行）の関係にあれば、スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを単独でフィードバック制御として用いた場合でも、全運転領域で良好に制御することができる。
【００６２】
ところで、例えば図１１に示すように、実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）に対して、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線α）がクロスしている場合や、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線β）の誤差が一定（平行）でない場合には、スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを単独で用いると、過渡運転時に追従遅れやオーバーシュートなどの問題が発生する可能性がある。
【００６３】
そこでこのような場合に対処するためには、図９のように、スロットル開度学習基本値ΔＴＰを、フィードバック制御として用いるリアルタイム学習値ＴＰＲと、ＣＡｔ−ＴＰマップのＣＡｔ軸（図１０、図１１の横軸）に対応する学習領域ごとに記憶するロングタイム学習値ＴＰＬとに分配して記憶し、それらに基づいてスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出することが望ましい。これにより、ＣＡｔ−ＴＰマップ上の値とロングタイム学習値ＴＰＬとの和を、実際のＣＡｔ−ＴＰ関係に近づけることができる。また、リアルタイム学習値ＴＰＲを併用することにより、フィードバック制御により瞬時的な誤差を吸収することができる。
ここで、図９の機能ブロック図とともに、図１２及び図１３の説明図を参照しながら、スロットル開度学習値の算出及び格納方法について詳細に説明する。
【００６４】
図９において、ブロック９０１によりスロットル開度学習基本値ΔＴＰの分配処理が行われ、所定の割合でリアルタイム学習値ＴＰＲとロングタイム学習値ＴＰＬとに分配する。切換手段９０１ａは、所定のリセット条件が成立した場合には、リアルタイム学習値を算出するブロック９０２に「０」を入力し、所定の更新禁止条件が成立した場合には、前回のリアルタイム学習値ＴＰＲ（ｎ−１）を入力する。また、リアルタイム学習値ＴＰＲのリセット条件や更新禁止条件が不成立の場合には、分配後のスロットル開度学習基本値ΔＴＰを入力する。従って、ブロック９０２では、リアルタイム学習値ＴＰＲのリセット条件や後述する更新禁止条件が不成立の場合に、分配後のスロットル開度学習基本値ΔＴＰに基づいて、最終的なリアルタイム学習値ＴＰＲを算出する。
【００６５】
切換手段９０１ｂは、所定の更新禁止条件が成立した場合には、ブロック９０３に前回のロングタイム学習値ＴＰＬ（ｎ−１）を入力し、ロングタイム学習値ＴＰＬの更新禁止条件が不成立の場合には、分配後のスロットル開度学習基本値ΔＴＰを入力する。従って、ブロック９０３では、ロングタイム学習値ＴＰＬの更新禁止条件が不成立の場合に、分配後のスロットル開度学習基本値ΔＴＰに基づいて、ＣＡｔ−ＴＰマップのＣＡｔ軸に応じた学習領域ごとに最終的なロングタイム学習値ＴＰＬを算出する。
【００６６】
なお、切換手段９０１ａ、９０１ｂにおける更新禁止条件の具体例として、インマニ圧Ｐｂと大気圧Ｐａとの圧力比Ｐｂ／Ｐａが所定値Ｆ以上を示す場合や、インマニ圧ピーク
値の方が大気圧より大きい場合には、式（２）の演算に誤差が生じるため、リアルタイム学習値ＴＰＲ及びロングタイム学習値ＴＰＬの更新が禁止されるようにすることができる。
【００６７】
また、切換手段９０１ａにおけるリセット条件の具体例として、目標吸入空気流量Ｑａ＊の時間変化率ｄＱａ＊／ｄｔが所定値Ｇ以上に達した後の経過時間が、所定値Ｈ以内を示す期間においては、リアルタイム学習値ＴＰＲがリセットされるようにしてもよい。この条件は、過渡運転を検出した場合に相当するが、ロングタイム学習値ＴＰＬの更新禁止条件としても使用することで誤学習を抑制することができる。
【００６８】
ブロック９０４では、ＣＡｔ−ＴＰマップと、ロングタイム学習値ＴＰＬを加算して補正した後の実際のＣＡｔ−ＴＰ関係とが単調増加になるように、ロングタイム学習値ＴＰＬを制限する。これは誤学習を抑制するための処理でもあり、スロットル開度と吸入空気流量の関係を単調増加に保つための処理である。ブロック９０５では、単調増加処理手を介したロングタイム学習値ＴＰＬを学習領域毎に記憶する。ブロック９０６では、リアルタイム学習値ＴＰＲとロングタイム学習値ＴＰＬとを加算してスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出する。
【００６９】
なお、ブロック９０５では、ロングタイム学習値はバックアップメモリに記憶される。即ち、エンジン１の停止中又はＥＣＵ２０の電源オフ時においては、リアルタイム学習値ＴＰＲはリセットされるが、ロングタイム学習値ＴＰＬはバックアップメモリにより保持される。
【００７０】
次に、図１２及び図１３を参照しながら、図９に示したロングタイム学習値ＴＰＬの学習領域ごとの算出処理について具体的に説明する。
図１２及び図１３は、ロングタイム学習値ＴＰＬの格納処理及び単調増加処理をそれぞれ概略的に示す説明図である。図１０において、スロットル開度学習基本値ΔＴＰは、点ｂと点ｃとの間の差分であるが、これは点ａと点ｄとの間の学習値としても適用される。ここで、スロットル開度学習基本値ΔＴＰを、ＣＡｔ−ＴＰマップのＣＡｔ軸に対して、例えば１対１に対応する学習領域ごとに分配して記憶する場合を考える。このとき、図１０に示すように、目標有効開口面積ＣＡｔ＊の前後のＣＡｔ軸に対応する学習領域と、実有効開口面積ＣＡｔｉの前後のＣＡｔ軸に対応する学習領域との少なくとも一方で、ロングタイム学習値ＴＰＬとして記憶することが可能である。
【００７１】
なお、各ＣＡｔ軸に対応する学習領域に記憶されるロングタイム学習値ＴＰＬは、前回のロングタイム学習値ＴＰＬ（ｎ−１）に対して、スロットル開度学習基本値ΔＴＰに基づく所定値を加算するか、又は、この所定値から目標有効開口面積ＣＡｔ＊及び実有効開口面積ＣＡｔｉの前後のＣＡｔ軸までの比に応じた値を算出し、これを加算することにより算出することができる。また、目標有効開口面積ＣＡｔ＊と実有効開口面積ＣＡｔｉとの双方でロングタイム学習値ＴＰＬを記憶すれば、ロングタイム学習値ＴＰＬの収束時間を短縮することができる。
【００７２】
このようにロングタイム学習値ＴＰＬを算出する場合、学習可能な条件は、後述する更新禁止条件が不成立の場合のみなので、実際に学習が行われるのは、定常運転の常用域のみに限られる。また一般に、スロットル開度ＴＰと吸入空気流量Ｑａとは単調増加の関係にあるので、有効開口面積ＣＡｔとスロットル開度ＴＰとの関係も単調増加である必要がある。
【００７３】
ところが、局所的に学習が行われた場合には、図１３の破線及び破線枠Ｆｒで示すように、ＣＡｔ−ＴＰマップ（実線）の値とロングタイム学習値ＴＰＬとの和（破線）が単調
増加にならない場合が起こり得る。この場合、例えば目標吸入空気流量Ｑａ＊が増加しているにも関わらず、学習補正後目標開度ＴＰＬＲＮ＊が減少するので、エンジン１の出力低下やスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮの誤学習といった問題が生じる。
【００７４】
そこで、図９のブロック９０４では、図１３の破線及び破線枠Ｆｒで示すように、ＣＡｔ−ＴＰマップ（実線）の値とロングタイム学習値ＴＰＬとの和（破線）が単調増加となるように、ロングタイム学習値ＴＰＬの学習領域毎にロングタイム学習値ＴＰＬを制限する処理を行う。これにより、スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮの誤学習や誤作動を防止することができる。
以上のようにすることで、スロットル開度学習値算出手段２２が実現でき、スロットル開度と有効開口面積の関係を学習することができる。
【００７５】
次に、ＥＣＵ２０で行われるスロットル開度学習完了範囲判定手段２４の処理を、所定タイミング毎の演算処理（例えば、１０ｍｓ毎のメイン処理やＢＴＤＣ７５ｄｅｇＣＡ毎の割り込み処理）内で実施される図１４に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００７６】
ステップ１４０１では、実スロットル開度θにおける領域において、スロットル開度学習完了判定手段２３にて算出されたスロットル開度学習完了（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝１）かどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ１４０２へ進み、ＮＯであればステップ１４０５へ進む。
【００７７】
ステップ１４０２では、実スロットル開度θが学習完了範囲最小開度θｍｉｎより大きいかどうかを判断する。判断結果がＹＥＳであればステップ１４０３へ進み、ＮＯであればステップ１４０５へ進む。
【００７８】
ステップ１４０３では、実スロットル開度θが学習完了範囲最大開度θｍａｘより小さいかどうかを判断する。判断結果がＹＥＳであればステップ１４０４へ進み、ＮＯであればステップ１４０５へ進む。
【００７９】
つぎにステップ１４０４では、ステップ１４０２、ステップ１４０３にて全条件が成立した場合のみ、つまり、スロットル開度学習完了範囲の最大開度θｍａｘと最小開度θｍｉｎの範囲内である場合のみ、スロットル開度学習完了範囲内（ＭＰＬＲＮＡＲＡ＝１）と判定する。ステップ１４０５では、ステップ１４０２、ステップ１４０３のいずれかの条件が成立しなかった場合に、スロットル開度学習完了範囲外（ＭＰＬＲＮＡＲＡ＝０）と判定する。これでスロットル開度学習完了範囲判定としては処理終了となる。
【００８０】
次に、ＥＣＵ２０で行われるスロットル開度学習完了範囲判定更新手段２５の処理を、所定タイミング毎の演算処理（例えば、１０ｍｓ毎のメイン処理やＢＴＤＣ７５ｄｅｇＣＡ毎の割り込み処理）内で実施される図１５に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００８１】
ステップ１５０１では、実スロットル開度θにおける領域において、スロットル開度学習完了判定手段２３にて算出されたスロットル開度学習完了（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝１）かどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ１５０２へ進み、ＮＯであれば処理終了となる。
【００８２】
ステップ１５０２では、実スロットル開度θにおける領域において、スロットル開度学習完了範囲判定手段２４にて算出されたスロットル開度学習完了範囲外（ＭＰＬＲＮＡＲＡ＝０）かどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ１５０３へ進み、ＮＯ
であれば処理終了となる。
【００８３】
ステップ１５０３では、実スロットル開度θにおける領域が、学習完了範囲最小開度θｍｉｎにおける領域より一つ下側かどうかを判断する。判断結果がＹＥＳであればステップ１５０５へ進み、ＮＯであればステップ１５０４へ進む。
【００８４】
ステップ１５０４では、実スロットル開度θにおける領域が、学習完了範囲最大開度θｍａｘにおける領域より一つ上側かどうかを判断する。判断結果がＹＥＳであればステップ１５０６へ進み、ＮＯであれば処理終了となる。
【００８５】
つぎにステップ１５０５では、ステップ１５０１、ステップ１５０２の全条件が成立し、かつステップ１５０３が成立した場合、つまり、実スロットル開度θにおける領域がスロットル開度学習完了（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝１）、かつスロットル開度学習完了範囲外（ＭＰＬＲＮＡＲＡ＝０）であり、スロットル開度学習完了している実スロットル開度θにおける領域が、学習完了範囲最小開度θｍｉｎにおける領域より一つ下側の領域と判断された場合は、学習完了範囲最小開度θｍｉｎ＝実スロットル開度θとして学習完了範囲の最小値側が更新される。
【００８６】
つぎにステップ１５０６では、ステップ１５０１、ステップ１５０２の全条件成立、かつステップ１５０４が成立した場合、つまり、実スロットル開度θにおける領域がスロットル開度学習完了（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝１）、かつスロットル開度学習完了範囲外（ＭＰＬＲＮＡＲＡ＝０）であり、スロットル開度学習完了している実スロットル開度θにおける領域が、学習完了範囲最大開度θｍａｘにおける領域より一つ上側の領域と判断された場合は、学習完了範囲最大開度θｍａｘ＝実スロットル開度θとして学習完了範囲の最大値側が更新される。これでスロットル開度学習完了範囲更新としては処理終了となる。
【００８７】
このようにスロットル開度学習完了範囲を算出することで、スロットル開度未学習領域を跨ぐようなスロットル制御時でもスロットル開度学習値を考慮するかどうかを判断してスロットル開度制御をすることができる。なお、スロットル開度学習完了範囲について、初回（バッテリなどを接続した直後）の演算処理においては、最初にスロットル開度学習完了した実スロットル開度θにおける領域を起点として、スロットル開度の増加側（最大値）及び減少側（最小値）に領域毎に連続した領域として拡大していく。
【００８８】
以上のように吸気量を用いて有効開口面積を算出することで、有効開口面積と実のスロットル開度の関係を正規の状態に近づけ、同時にスロットル４の機差ばらつきを吸収するためのスロットル開度学習制御を行い、スロットル開度学習による補正後の有効開口面積と実有効開口面積の偏差状態によってスロットル開度学習が完了した領域を示すスロットル開度学習完了範囲を算出し、スロットル開度学習値を考慮するか使い分けることで、連続するスロットル開度学習完了範囲内では、スロットル開度学習値を適用した制御、又は、吸気量検出手段のフェイルセーフを精度よくできる。
【００８９】
以上、この発明の実施の形態１により内燃機関の制御装置について説明したが、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１  エンジン、２  エアフロ−センサ、３  吸気温センサ、４  電子制御スロットル、５
スロットル開度センサ、６  サージタンク、７  インテークマニホールド、８  インマニ圧センサ、９  インジェクタ、１０  吸気ＶＶＴ、１１  排気ＶＶＴ、１２  点火コイル、１３  エキゾーストマニホールド、１４  大気圧センサ、２０  ＥＣＵ、２１  有効
開口面積算出手段、２２  スロットル開度学習値算出手段、２３  スロットル開度学習完了判定手段、２４  スロットル開度学習完了範囲判定手段、２５  スロットル開度学習完了範囲更新手段、２６  目標スロットル開度演算手段
【図１】
2018059438.tif 000008
【図２】
2018059438.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2018059438.tif 000021
【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月30日(2017.8.30)
【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と、
前記スロットルの実開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記内燃機関への実吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、前記スロットルの前記内燃機関側の圧力をインマニ圧として検出するインマニ圧検出手段と、前記スロットルの大気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、
前記運転状態検出手段からの出力情報が入力される電子制御装置と、有し、
前記電子制御装置は、
前記スロットルの開度を制御することにより前記吸気通路の有効開口面積を変化させて、前記内燃機関への吸入空気流量を可変制御するスロットル開度制御手段と、
前記実吸入空気流量、前記インマニ圧、および前記吸気温を、絞り式流量計の流量算出式に適用して、前記スロットル開度検出手段で検出された実スロットル開度に対応した実有効開口面積を算出する有効開口面積算手段と、
あらかじめ用意された有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、前記実有効開口面積と、前記実スロットル開度と、に基づいて、有効開口面積−スロットル開度の関係を学習し、スロットル開度学習値を算出するスロットル開度学習値算出手段と、
前記実有効開口面積と、前記実スロットル開度と、前記実吸入空気流量とスロットル開度学習値の補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、に基づいて前記スロットル開度学習値算出手段により更新されたスロットル開度学習値を用いてスロットル開度が算出されているかを判定するスロットル開度学習完了判定手段と、
前記実スロットル開度が前記スロットル開度学習完了判定手段により学習完了と判定された連続するスロットル開度領域の範囲内であるかどうかを判定するスロットル開度学習完了範囲判定手段と、
前記実スロットル開度が前記スロットル開度学習完了判定手段により学習完了と判定され、かつ前記スロットル開度学習完了範囲判定手段により、前記実スロットル開度が前記スロットル開度学習完了判定手段により学習完了と判定された連続するスロットル開度領域の範囲外と判定された場合、前記実スロットル開度がスロットル開度学習完了範囲の最大値よりも大きいときには、大きい側に前記スロットル開度学習完了範囲を更新し、前記スロットル開度学習完了範囲の最小値よりも小さいときには、小さい側に前記スロットル開度学習完了範囲を更新するスロットル開度学習完了範囲更新手段と、を備え、
前記スロットル開度学習完了範囲更新手段により更新されたスロットル開度学習完了範囲内にある前記スロットル開度学習値を用いて目標スロットル開度を算出し、前記スロットルを制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記スロットル開度学習完了判定手段にて更新されたスロットル開度学習値を用いてスロットル開度が算出されているかを判定する条件は、前記スロットル開度学習補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップより算出した前記実有効開口面積に対する学習後スロットル開度と、前記実スロットル開度との偏差が所定値以下であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記スロットル開度学習完了判定手段にて更新されたスロットル開度学習値を用いてスロットル開度が算出されているかを判定する条件は、前記スロットル開度学習補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップより算出した前記実スロットル開度に対する学習後有効開口面積と、前記実有効開口面積との偏差が所定値以下であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記スロットル開度学習完了判定手段にて更新されたスロットル開度学習値を用いてスロットル開度が算出されているかを判定する条件は、前記スロットル開度学習補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップより算出した前記実有効開口面積と、前記インマニ圧および前記吸気温から求まる学習後実吸入空気流量と、前記実吸入空気流量との偏差が所定値以下であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記スロットル開度学習完了範囲判定手段にて判断されるスロットル開度学習完了範囲は、前記スロットル開度学習完了判定手段により学習完了と判定された連続するスロットル開度領域の最大値と最小値との間の範囲であ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の制御装置。
【請求項６】
前記実スロットル開度がスロットル開度学習完了範囲内の場合は、前記スロットル開度学習値を用いて目標スロットル開度を算出し、スロットル開度学習完了範囲外の場合は、前記スロットル開度学習を用いずに目標スロットル開度を算出し、前記スロットルを制御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の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御パラメータの算出に適用するスロットル開度を制御する内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ドライバや車輌側からの駆動力の要求値としてエンジン出力軸トルクを用い、これを指標にエンジンの発生トルクを制御する、所謂、「トルクベース制御」と呼ばれるエンジンの制御方法が普及している。このトルクベース制御では、ドライバによるアクセルペダルの操作量に基づいてエンジンの目標トルクを決定し、この目標トルクを発生させることができる目標吸入空気流量がエンジンに吸入されるようにスロットルの開度を制御し、実際の吸入空気流量に応じて燃料噴射量や点火時期を制御してエンジンの出力が目標トルクに制御され、ドライバの要求する走行性能が実現される。
【０００３】
このようなエンジンの目標トルクに対応した目標吸入空気流量を実現するために、エンジンのスロットルに連設したアクチュエータを駆動してスロットル開度を制御するエンジンの制御装置において、目標吸入空気流量とスロットル前後の圧力比とスロットルの開口面積等を基本とする絞り式流量計の流量算出式に適用してスロットルの目標開口面積を求め、このスロットルの目標開口面積を達成するスロットル開度となるようスロットルに連設したアクチュエータを制御する手段が提案されている。
【０００４】
さらに、例えば特許第４２３７２１４号公報（特許文献１）では、予め用意された有効開口面積とスロットル開度の関係がスロットルバルブ及び各種センサ等のばらつきに応じて変化することに着目し、実吸入空気流量と目標吸入空気流量が一致するように有効開口面積とスロットル開度の関係を学習補正することにより、実吸入空気流量を目標吸入空気流量に精度良く一致させる技術が提案されている。
【０００５】
また、例えば特許第５３２８９６７号公報（特許文献２）では、スロットル開度と有効開口面積の関係の学習を利用して、過渡変化時から、排気バルブから触媒までの排気管内の温度が収束するまでの間は、学習済みの関係に基づいて実シリンダ吸入空気流量を算出する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２３７２１４号公報
【特許文献２】特許第５３２８９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１あるいは２に提案された技術では、スロットル開度学習は運転ゾーン毎に学習領域を細分化することで制御精度を向上させているため、例えば全開域などの運転されにくい領域については、一般的な走行だけでは学習完了されていないことがある。そのため、このような運転パターンによる未学習領域が残っている場合、未学習領域を跨ぐようなスロットル制御時にはスロットル開度学習値を考慮しても制御精度がよくならない課題があった。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、連続するスロットル開度学習完了範囲内では、スロットル開度学習値を適用した制御、又は、吸入空気流量検出手段の吸入空気流量検出手段の機差ばらつきによる検出誤差を小さくし、フェイルセーフを行なうことができる内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による内燃機関の制御装置は、
内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルと、
前記スロットルの実開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記内燃機関への実吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、前記スロットルの前記内燃機関側の圧力をインマニ圧として検出するインマニ圧検出手段と、前記スロットルの大気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、
前記運転状態検出手段からの出力情報が入力される電子制御装置と、有し、
前記電子制御装置は、
前記スロットルの開度を制御することにより前記吸気通路の有効開口面積を変化させて、前記内燃機関への吸入空気流量を可変制御するスロットル開度制御手段と、
前記実吸入空気流量、前記インマニ圧、および前記吸気温を、絞り式流量計の流量算出式に適用して、前記スロットル開度検出手段で検出された実スロットル開度に対応した実有効開口面積を算出する有効開口面積算出手段と、
あらかじめ用意された有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、前記実有効開口面積と、前記実スロットル開度と、に基づいて、有効開口面積−スロットル開度の関係を学習し、スロットル開度学習値を算出するスロットル開度学習値算出手段と、
前記実有効開口面積と、前記実スロットル開度と、前記実吸入空気流量とスロットル開度学習値の補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、に基づいて前記スロットル開度学習値算出手段により更新されたスロットル開度学習値を用いてスロットル開度が算出されているかを判定するスロットル開度学習完了判定手段と、
前記実スロットル開度が前記スロットル開度学習完了判定手段により学習完了と判定された連続するスロットル開度領域の範囲内であるかどうかを判定するスロットル開度学習完了範囲判定手段と、
前記実スロットル開度が前記スロットル開度学習完了判定手段により学習完了と判定され、かつ前記スロットル開度学習完了範囲判定手段により、前記実スロットル開度が前記スロットル開度学習完了判定手段により学習完了と判定された連続するスロットル開度領域の範囲外と判定された場合、前記実スロットル開度がスロットル開度学習完了範囲の最大値よりも大きいときには、大きい側に前記スロットル開度学習完了範囲を更新し、前記スロットル開度学習完了範囲の最小値よりも小さいときには、小さい側に前記スロットル開度学習完了範囲を更新するスロットル開度学習完了範囲更新手段と、を備え、
前記スロットル開度学習完了範囲更新手段により更新されたスロットル開度学習完了範囲内にある前記スロットル開度学習値を用いて目標スロットル開度を算出し、前記スロットルを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明による内燃機関の制御装置によれば、吸入空気流量を用いて有効開口面積を算出することにより、有効開口面積と実際のスロットル開度の関係を正規の状態に近づけ、同時にスロットルの機差ばらつきを吸収するためのスロットル開度学習制御を行い、スロットル開度学習による補正後の有効開口面積と実有効開口面積の偏差状態によってスロットル開度学習が完了した領域を示すスロットル開度学習完了範囲を算出し、スロットル開度学習値を考慮するか使い分けることで、連続するスロットル開度学習完了範囲内では、スロットル開度学習値を適用した制御、又は、吸入空気流量検出手段の機差ばらつきによる検出誤差を小さくし、フェイルセーフが行えるすぐれた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１による内燃機関の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によ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によるスロットル開度学習完了判定処理を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による有効開口面積偏差の算出処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１によるスロットル開度−有効開口面積を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による吸入空気流量偏差の算出処理を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１によるスロットル開度偏差の算出処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１によるスロットル開度学習値の算出処理部を概略的に示す制御ブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態１によるロングタイム学習値の格納処理部を概略的に示す制御ブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態１によるスロットル開度学習基本値の算出方法を概略的に示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態１による実際の有効開口面積とスロットル開度が取りうる関係を概略的に示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態１によるロングタイム学習値の格納処理を概略的に示す説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態１による単調増加処理を概略的に示す説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態１によるスロットル開度学習完了範囲判定処理を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態１によるスロットル開度学習完了範囲更新処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明による内燃機関の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。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置を概略的に示す構成図であり、図２は、図１に示す内燃機関の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。
【００１４】
図１において、エンジン１の吸気系の上流に吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段としてエアフロセンサ（以下、ＡＦＳ：Ａｉｒ  Ｆｌｏｗ  Ｓｅｎｓｏｒ）２が設けられており、吸気温検出手段として吸気温センサ３がＡＦＳ２に内蔵、又は別体のセンサとして設けられている。ＡＦＳ２の下流側でエンジン１との間には、吸入空気流量を調整するために電気的に制御できるスロットル４が設けられている。また、スロットル４の開度を検出するために、スロットル開度検出手段としてスロットル開度センサ５が設けられている。
【００１５】
さらに、スロットル４の下流側に設けられたサージタンク６とインテークマニホールド７の内部を含む空間（以下、インマニ）の圧力（以下、インマニ圧）を検出するインマニ圧検出手段としてインマニ圧センサ８が設けられている。ここで、ＡＦＳ２の代わりに、インマニ圧に基づいて吸入空気流量を推定する方法、所謂、Ｓ／Ｄ（スピードデンシティ）方式を用いてもよく、吸気温センサ３がインマニ内に設けられていてもよい。
【００１６】
インテークマニホールド７及び筒内を含む吸気バルブの近傍には燃料を噴射するインジェクタ９が設けられ、吸気バルブ及び排気バルブには、バルブタイミングを可変する吸気ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ）１０及び排気ＶＶＴ１１がそれぞれ設けられており、シリンダヘッドにはシリンダ内で火花を発生させる点火プラグを駆動する点火コイル１２が設けられている。エキゾーストマニホールド１３には、図示しない空燃比センサや触媒が設けられ、インマニ７には大気圧センサ１４が設けられている。なお、吸気ＶＶＴ１０と排気ＶＶＴ１１については、片方のみ設けられている場合や、いずれも設けられていない場合もある。
【００１７】
上述のＡＦＳ２、吸気温センサ３、スロットル開度センサ５、インマニ圧センサ８、空燃比センサ、大気圧センサ１４、及びそれ以外の各種センサ（図示しないアクセル開度センサやクランク角度センサを含む）の情報も含め、エンジン１の運転状態を示す情報として、マイクロコンピュータやインターフェース回路からなる電子制御装置（以下、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０に入力される。
【００１８】
ＥＣＵ２０では入力された各種データより目標トルクが算出され、算出された目標トルクを達成する目標吸入空気流量が算出され、その目標吸入空気流量を達成するように後述する方法で目標有効開口面積を算出して目標スロットル開度を求めている。そして、目標スロットル開度を達成するようにスロットル４の開度を制御する指示値を算出する。即ち、ＥＣＵ２０は、スロットル開度制御手段としての機能を有する。また、同時にインジェクタ９、吸気ＶＶＴ１０、排気ＶＶＴ１１、点火コイル１２を含む各種アクチュエータへの指示値も算出される。
【００１９】
図２は、エンジン制御部の概略構成を示すブロック図である。
図２において、ＥＣＵ２０には、運転状態検出手段となるＡＦＳ２、吸気温センサ３、スロットル開度センサ５、インマニ圧センサ８、空燃比センサ、大気圧センサ１４、及びその他の各種センサ１５からの信号が入力され、エンジン１を制御する手段としてスロットル４、インジェクタ９、吸気ＶＶＴ１０、排気ＶＶＴ１１、点火コイル１２、及びその他図示しない各種アクチュエータへの指示値が出力される。なお、大気圧を検出する大気圧センサ１４の代わりに、大気圧を推定する手段を用いてもよいし、ＥＣＵ２０に内蔵された大気圧センサを用いてもよい。
【００２０】
ＥＣＵ２０ではエンジン制御に関する全ての処理を実施しているが、ここではスロットル４の制御に関係する処理を実施するスロットル制御部とスロットル開度学習完了判定部についての概略を説明する。
ＡＦＳ２、吸気温センサ３、インマニ圧センサ８によりそれぞれ検出された実吸入空気流量Ｑａ（Ｓ／Ｄ方式の場合はインマニ圧Ｐｂから推定）、吸気温Ｔａ（インマニ内に吸気温センサが設けられている場合には大気温の代用として使用）、インマニ圧Ｐｂ、大気圧Ｐａから有効開口面積算出手段２１にてスロットル４の実有効開口面積ＣＡｔが求められる。
【００２１】
次に、スロットル開度学習値算出手段２２にて、有効開口面積算出手段２１で算出された実有効開口面積ＣＡｔと、スロットル開度センサ５にて検出された実スロットル開度θと、スロットル開度学習値算出手段２２に予め用意された有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、からスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出する。
【００２２】
続いて、スロットル開度学習完了判定手段２３では、実有効開口面積ＣＡｔと、実スロットル開度θと、スロットル開度学習補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、から求められる実有効開口面積とスロットル開度学習補正後の有効開口面積との偏差を後述するようにして算出し、この偏差が所定値の範囲であるかを判定する。また、スロットル開度学習完了範囲判定手段２４では、実スロットル開度θが、スロットル開度学習完了判定された連続するスロットル開度領域の範囲内であるかどうかを判定する。
【００２３】
スロットル開度学習完了範囲更新手段２５では、実スロットル開度θが、スロットル開度学習完了判定手段２３により完了と判断され、かつスロットル開度学習完了範囲判定手段２４により範囲外と判断された場合、大気圧推定値スロットル開度学習完了範囲を更新する。目標スロットル開度算出手段２６では、更新されたスロットル開度学習完了範囲、スロットル開度学習値とその他の情報を用いて目標スロットル開度が算出され、算出された目標スロットル開度にてスロットル４が制御される。
以上がスロットル制御部とスロットル開度学習完了判定部の動作の概略である。
【００２４】
次に、スロットル開度学習完了判定手段２３で実施される処理を詳細に説明する。
図３から図７において説明するように、ＥＣＵ２０で行われるスロットル開度学習完了判定手段２３の処理は、所定タイミング毎の算出処理（例えば、１０ｍｓ毎のメイン処理やＢＴＤＣ７５ｄｅｇＣＡ毎の割り込み処理）内で実施される。
【００２５】
図３に示すフローチャートのステップ３０１で、有効開口面積算出手段２１によりスロットル４の実有効開口面積ＣＡｔの算出が行われる。本算出方法は、基本的に特許文献１に示された方法と同様であるが、ここで用いる流体力学の基礎式について説明する。所謂、絞り式流量計の体積流量算出式（圧縮性流体の場合）は次の式（１）で表される。
【００２６】
【数１】
2018059438.tif 000023
【００２７】
ここで、吸入空気流量をＱａ［Ｌ／ｓ］、大気の音速をαａ［ｍ／ｓ］、スロットル４の有効開口面積をＣＡｔ［ｃｍ２］、インマニ圧をＰｂ［ｋＰａ］、大気圧をＰａ［ｋＰａ］、比熱比をκとする。ここで、無次元流量σを次の式（２）で定義すると、
【００２８】
【数２】
2018059438.tif 000024
【００２９】
式（１）は、次の式（３）のように簡単に書くことができる。
【００３０】
【数３】
2018059438.tif 000025
【００３１】
なお、大気の音速αａ［ｍ／ｓ］は、気体定数をＲ［ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）］、大気温をＴａ［Ｋ］とすると次の式（４）で表される。
【００３２】
【数４】
2018059438.tif 000026
【００３３】
ここで、実吸入空気流量Ｑａと、大気の音速αａ、無次元流量σが与えられた場合に、スロットル４の実有効開口面積ＣＡｔは式（３）を変形した次の式（５）で算出できる。
【数５】
2018059438.tif 000027
【００３４】
以上のように実吸入空気流量Ｑａと、大気の音速αａ、無次元流量σが与えられれば、スロットル４の実有効開口面積ＣＡｔが求められる。
【００３５】
次に、ステップ３０２にて、スロットル開度学習値算出手段２２によりスロットル開度学習値を算出する。スロットル開度学習値の算出方法については後述する。
【００３６】
続いて、ステップ３０３では有効開口面積の偏差を算出する。有効開口面積の偏差は図４に示すフローチャートにより算出される。
図４のフローチャートを説明する。まずステップ４０１で、スロットル開度センサ５から求められた実スロットル開度θと、予め用意された有効開口面積−スロットル開度の関係と、前回の処理タイミングでの有効開口面積学習値と、から今回の有効開口面積学習値を算出し、実スロットル開度θに対する学習後有効開口面積ＣＡｔ’を算出する。例えば図５に示すように、縦軸を有効開口面積、横軸をスロットル開度としたときに、予め用意された有効開口面積−スロットル開度の関係が実線ａとすると、スロットル開度学習値で補正された値は破線ｂのように表される。ここで実スロットル開度θをＴ５とすると、学習後の有効開口面積はＣＡｔ２のように求められる。なお、図３のステップ３０１で算出された実有効開口面積はＣＡｔ３とする。次に、ステップ４０２で実有効開口面積ＣＡｔ３と学習後有効開口面積ＣＡｔ２から有効開口面積偏差ΔＣＡｔを算出する。
【００３７】
図３に戻り、ステップ３０４では吸入空気流量の偏差を算出する。吸入空気流量の偏差は図６に示すフローチャートにより算出される。図６のフローチャートを説明する。まずステップ６０１で、学習後吸入空気流量Ｑａ２を、式（５）を用いて、学習後有効開口面積ＣＡｔ２、大気の音速αａ、無次元流量σより算出する。次に、ステップ６０２で実吸入空気流量Ｑａと学習後実吸入空気流量Ｑａ２から吸入空気流量偏差ΔＱａを算出する。
【００３８】
再び図３に戻り、ステップ３０５ではスロットル開度の偏差を算出する。スロットル開度の偏差は図７に示すフローチャートにより算出される。図７のフローチャートを説明する。まずステップ７０１で、実スロットル開度θに対して１次フィルタによりなまし処理を施したフィルタ後スロットル開度θ２を算出する。次に、ステップ７０２で実スロットル開度θとフィルタ後スロットル開度θ２からスロットル開度偏差Δθを算出する。
【００３９】
図３に戻り、ステップ３０６では、ステップ３０３で算出した有効開口面積偏差ΔＣＡｔの絶対値が所定値Ａより小さいかどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ３０７へ進み、ＮＯであればステップ３１０へ進む。
【００４０】
ステップ３０７では、ステップ３０４で算出した吸入空気流量偏差ΔＱａの絶対値が所定値Ｂより小さいかどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ３０８へ進み、ＮＯであればステップ３１０へ進む。
【００４１】
ステップ３０８では、ステップ３０５で算出したスロットル開度偏差Δθの絶対値が所定値Ｃより小さいかどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ３０８へ進み、ＮＯであればステップ３１０へ進む。
【００４２】
次にステップ３０９では、ステップ３０６、ステップ３０７、ステップ３０８にて全条件が成立した場合のみ、実スロットル開度θにおける領域について、スロットル開度学習が完了した（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝１）と判定する。ステップ３１０では、ステップ３０６、ステップ３０７、ステップ３０８のいずれかの条件が成立しなかった場合に、実スロットル開度θにおける領域について、スロットル開度学習が未完了（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝０）と判定する。これでスロットル開度学習完了判定としては処理終了となる。
【００４３】
以上の処理によってスロットル開度学習完了範囲は更新される。
【００４４】
続いて、ステップ３０２のスロットル開度学習値算出手段２２で行われるスロットル開度学習値の算出について詳細に説明する。スロットル開度学習値の算出は特許文献１に示された方法と同様である。
前述した式（１）から式（５）に示す理論式を用いたスロットル開度学習値算出手段２２の実現方法について説明する。
図８及び図９は、スロットル開度学習値算出手段２２の詳細を示した制御ブロック図である。まず図８の制御ブロック図を参照しながら、スロットル開度学習値算出手段２２のスロットル制御及びスロットル開度学習の概要について説明する。
ブロック８０１では、アクセル開度等の入力された各種データより目標トルクのようなエンジン出力指標が算出される。そして、算出されたエンジン出力指標を達成するのに必要な目標シリンダ吸入空気流量が算出され、目標シリンダ吸入空気流量に基づいてスロットル４を通過する目標吸入空気流量（以下、目標Ｑａ＊）が算出される。
【００４５】
続くブロック８０２では、目標有効開口面積（以下、目標ＣＡｔ＊）を式（５）を用いて、目標Ｑａ＊、大気の音速αａ、及び無次元流量σより、達成するための目標として算出する。このように、絞り式流量計の流量算出式を基に目標ＣＡｔ＊を算出しているので、環境条件の変化や、排気ガスを吸気管に導入する排気ガス還流（ＥＧＲ）導入等のエンジン１の運転状態が変化した場合においても、良好に目標Ｑａ＊を達成する目標ＣＡｔ＊を算出することができる。
【００４６】
ところで、ブロック８０２の算出で必要となる大気の音速αａは、式（４）を用いてＥＣＵ２０で算出するのは算出の負荷が大きくなるため、ブロック８０３のように予め大気の音速の理論値を算出して吸気温Ｔａを軸としたマップとして記憶しておき、ブロック８０２の算出前に吸気温Ｔａを用いてブロック８０３で大気の音速αａを算出している。
【００４７】
さらに、ブロック８０２の算出で必要となる無次元流量σについても、式（２）を用いてＥＣＵ２０で算出するのは算出の負荷が膨大となるため実用的ではない。そこで、ブロック８０４のように、ＥＣＵ２０での算出負荷を抑えるために、予め無次元流量の理論値を算出してインマニ圧Ｐｂと大気圧Ｐａの圧力比Ｐｂ／Ｐａを軸としたマップとして記憶しておき、ブロック８０２の算出前にインマニ圧Ｐｂと大気圧Ｐａの圧力比Ｐｂ／Ｐａを算出し、算出された圧力比Ｐｂ／Ｐａを用いてブロック８０４で無次元流量σを算出している。
【００４８】
ところで、一般に、圧力比Ｐｂ／Ｐａが所定値Ｅ（空気の場合、約０．５２８）以下の場合、スロットル４を通る空気の流量が飽和（所謂、チョーク）することが知られている。このチョークが起きた場合には、式（２）で算出される無次元流量σは一定値になることも知られている。そこで、インマニ圧と大気圧の圧力比が所定値Ｅ以下の場合には、ブロック８０４のマップの値を所定値Ｅに対応する一定値（空気の場合、約０．５７８７）にすることで、チョークが起きた場合にも対応できる。
【００４９】
また、無次元流量σは圧力比Ｐｂ／Ｐａがある程度大きくなると、吸入空気脈動によるインマニ圧の振動の影響が大きくなる場合がある。そこで、圧力比Ｐｂ／Ｐａが所定値Ｐｒ（例えば、約０．９５）以上の場合、ブロック８０４のマップの値を所定値Ｐｒに対応する一定値（例えば、約０．２６）として扱うことにより、吸入空気脈動の影響を少なくし、スロットル制御性を確保することができる。なお、インマニ圧ピーク値の方が大気圧より大きい場合には、インマニ内の圧力振動によりスロットル４を逆流する空気が生じていると考えられるので、この場合に、ブロック８０４のマップの値を所定値Ｐｒに対応する一定値（例えば、約０．２６）として扱うようにしてもよい。
【００５０】
以上のようにして、ブロック８０２で算出された目標ＣＡｔ＊を用いて、ブロック８０５では目標スロットル開度ＴＰ＊を算出する。その際、実吸入空気流量Ｑａを用いて式（５）により算出された実有効開口面積ＣＡｔとスロットル開度ＴＰの関係を予め測定し、有効開口面積ＣＡｔとスロットル開度ＴＰが１対１で対応する有効開口面積−スロットル開度の関係マップとして記憶しておき、このマップを用いることで目標有効開口面積ＣＡｔ＊から目標スロットル開度ＴＰ＊を算出することができる。
【００５１】
以上のように算出された目標スロットル開度ＴＰ＊により、スロットル４を制御した時に、スロットルボディ及び各種センサ等のばらつきや、各種推定誤差に起因する目標吸入空気流量Ｑａ＊と実吸入空気流量Ｑａの誤差を減少するように、スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出する方法を以下で説明する。
【００５２】
スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出するために、ブロック８０６では、学習用に用いる実有効開口面積ＣＡｔｉを実吸入空気流量Ｑａ、大気の音速αａ、無次元流量σより算出する。続くブロック８０７では、ブロック８０５と同じマップを用いて実有効開口面積ＣＡｔｉより学習用スロットル開度を算出する。そしてブロック８０８では、目標スロットル開度ＴＰ＊と学習用スロットル開度ＴＰｉとの偏差ΔＴＰ（＝ＴＰ＊−ＴＰｉ）をスロットル開度学習基本値として算出し、この偏差ΔＴＰを積分するなどしてスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出し、ブロック８０９でスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを格納する。ブロック８０９でのスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮの格納処理についての詳細は後述する。
【００５３】
以上により算出した目標スロットル開度ＴＰ＊とスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮをブロック８１０で加算し、最終的にスロットル４を駆動する学習補正後目標スロットル開度ＴＰＬＲＮ＊を算出する。
【００５４】
このように、スロットル開度学習値算出手段２２は、スロットル開度学習基本値ΔＴＰ（目標スロットル開度ＴＰ＊と学習用スロットル開度ＴＰｉとの偏差）に基づいてスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出し、目標スロットル開度ＴＰ＊をスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮで補正した学習補正後目標スロットル開度ＴＰＬＲＮ＊を用いて、スロットル開度ＴＰを制御するようになっている。
【００５５】
以下、図１０も参照しながら、スロットル開度制御の学習機能について具体的に説明する。
図１０は、スロットル開度学習基本値の算出方法を概略的に説明する図である。ここで、スロットル開度ＴＰと有効開口面積ＣＡｔとが１対１で対応するものと考えると、目標吸入空気流量Ｑａ＊と実吸入空気流量Ｑａとの間に誤差が存在する場合には、目標吸入空気流量Ｑａ＊から算出した目標有効開口面積ＣＡｔ＊と、実吸入空気流量Ｑａから算出した実有効開口面積ＣＡｔｉとの間にも、誤差が存在することになる。
【００５６】
例えば、図１０に示すように、制御に用いられる有効開口面積−スロットル開度の関係マップ（以下、ＣＡｔ−ＴＰマップ）（ブロック８０５及び８０７で用いるもので破線参照）と、現在の制御対象であるエンジン１のスロットルボディのばらつきや、インマニ圧Ｐｂ、吸気温Ｔａなどを検出する各種センサのばらつきを含んで推定算出される実有効開口面積と実スロットル開度との関係（以下、「実際のＣＡｔ−ＴＰの関係」と称し、実線参照）との間に誤差がある場合を考える（ＡＦＳのばらつきは補正後吸入空気流量により補正済み）。
【００５７】
このとき、目標有効開口面積ＣＡｔ＊と目標スロットル開度ＴＰ＊との関係は、図１０のＣＡｔ−ＴＰマップ上の点ａで示される。ところが、図１０のように、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線）と実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）との間に誤差が存在すると、目標スロットル開度ＴＰ＊に対応した実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）上の点ｂの実有効開口面積ＣＡｔｉは、目標有効開口面積ＣＡｔ＊と異なり、スロットル開度ＴＰを目標スロットル開度ＴＰ＊に制御したときに得られる実吸入空気流量Ｑａは、目標吸入空気流量Ｑａ＊と一致しないことになる。
【００５８】
そこで、この誤差を補正する学習値を算出するために、目標スロットル開度ＴＰ＊に制御したときに検出される実吸入空気流量Ｑａに基づいて、実有効開口面積ＣＡｔｉを算出する。実有効開口面積ＣＡｔｉと目標スロットル開度ＴＰ＊との関係は、図１０の実際のＣＡｔ−ＴＰの関係（実線）の曲線上の点ｂで示される。
【００５９】
図１０において、目標有効開口面積ＣＡｔ＊（目標吸入空気流量Ｑａ＊）を達成するためには、スロットル開度ＴＰが、実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）の曲線上の点ｄに制御される必要があるので、点ａと点ｄとの間の差分を学習値として算出する必要がある。このとき、図１０に示すように、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線）と実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）とが、局所的にはほぼ平行の関係にあるものと仮定し、目標スロットル開度ＴＰ＊に制御したときの実吸入空気流量Ｑａから算出された実有効開口面積ＣＡｔｉに基づき、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線）を用いて学習用スロットル開度ＴＰｉを算出する。
【００６０】
ここで算出された学習用スロットル開度ＴＰｉと実有効開口面積ＣＡｔｉとの関係は、図１０のＣＡｔ−ＴＰマップ（破線）上の点ｃで示される。従って、点ｂと点ｃとの間の差分で示されるスロットル開度学習基本値ΔＴＰ（＝ＴＰ＊−ＴＰｉ）が、点ａと点ｄとの間の学習基本値とほぼ等しいものと見なすことができる。このスロットル開度学習基本値ΔＴＰにゲインをかけて積分したものがスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮとなり、目標スロットル開度ＴＰ＊にスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを加算して算出した学習補正後目標スロットル開度ＴＰＬＲＮ＊によりスロットル開度を制御することで、目標吸入空気流量Ｑａ＊と実吸入空気流量Ｑａとの誤差は減少する。
【００６１】
このようにすることで、目標吸入空気流量Ｑａ＊を得るためのスロットル開度ＴＰを算出する際に、スロットルボディ及び各種センサなどのばらつきや、各種推定算出における誤差に対して、良好に目標吸入空気流量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。このとき、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線）と実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）との誤差がほぼ一定（実質的に平行）の関係にあれば、スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを単独でフィードバック制御として用いた場合でも、全運転領域で良好に制御することができる。
【００６２】
ところで、例えば図１１に示すように、実際のＣＡｔ−ＴＰ関係（実線）に対して、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線α）がクロスしている場合や、ＣＡｔ−ＴＰマップ（破線β）の誤差が一定（平行）でない場合には、スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを単独で用いると、過渡運転時に追従遅れやオーバーシュートなどの問題が発生する可能性がある。
【００６３】
そこでこのような場合に対処するためには、図９のように、スロットル開度学習基本値ΔＴＰを、フィードバック制御として用いるリアルタイム学習値ＴＰＲと、ＣＡｔ−ＴＰマップのＣＡｔ軸（図１０、図１１の横軸）に対応する学習領域ごとに記憶するロングタイム学習値ＴＰＬとに分配して記憶し、それらに基づいてスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出することが望ましい。これにより、ＣＡｔ−ＴＰマップ上の値とロングタイム学習値ＴＰＬとの和を、実際のＣＡｔ−ＴＰ関係に近づけることができる。また、リアルタイム学習値ＴＰＲを併用することにより、フィードバック制御により瞬時的な誤差を吸収することができる。
ここで、図９の機能ブロック図とともに、図１２及び図１３の説明図を参照しながら、スロットル開度学習値の算出及び格納方法について詳細に説明する。
【００６４】
図９において、ブロック９０１によりスロットル開度学習基本値ΔＴＰの分配処理が行われ、所定の割合でリアルタイム学習値ＴＰＲとロングタイム学習値ＴＰＬとに分配する。切換手段９０１ａは、所定のリセット条件が成立した場合には、リアルタイム学習値を算出するブロック９０２に「０」を入力し、所定の更新禁止条件が成立した場合には、前回のリアルタイム学習値ＴＰＲ（ｎ−１）を入力する。また、リアルタイム学習値ＴＰＲのリセット条件や更新禁止条件が不成立の場合には、分配後のスロットル開度学習基本値ΔＴＰを入力する。従って、ブロック９０２では、リアルタイム学習値ＴＰＲのリセット条件や後述する更新禁止条件が不成立の場合に、分配後のスロットル開度学習基本値ΔＴＰに基づいて、最終的なリアルタイム学習値ＴＰＲを算出する。
【００６５】
切換手段９０１ｂは、所定の更新禁止条件が成立した場合には、ブロック９０３に前回のロングタイム学習値ＴＰＬ（ｎ−１）を入力し、ロングタイム学習値ＴＰＬの更新禁止条件が不成立の場合には、分配後のスロットル開度学習基本値ΔＴＰを入力する。従って、ブロック９０３では、ロングタイム学習値ＴＰＬの更新禁止条件が不成立の場合に、分配後のスロットル開度学習基本値ΔＴＰに基づいて、ＣＡｔ−ＴＰマップのＣＡｔ軸に応じた学習領域ごとに最終的なロングタイム学習値ＴＰＬを算出する。
【００６６】
なお、切換手段９０１ａ、９０１ｂにおける更新禁止条件の具体例として、インマニ圧Ｐｂと大気圧Ｐａとの圧力比Ｐｂ／Ｐａが所定値Ｆ以上を示す場合や、インマニ圧ピーク値の方が大気圧より大きい場合には、式（２）の算出に誤差が生じるため、リアルタイム学習値ＴＰＲ及びロングタイム学習値ＴＰＬの更新が禁止されるようにすることができる。
【００６７】
また、切換手段９０１ａにおけるリセット条件の具体例として、目標吸入空気流量Ｑａ＊の時間変化率ｄＱａ＊／ｄｔが所定値Ｇ以上に達した後の経過時間が、所定値Ｈ以内を示す期間においては、リアルタイム学習値ＴＰＲがリセットされるようにしてもよい。この条件は、過渡運転を検出した場合に相当するが、ロングタイム学習値ＴＰＬの更新禁止条件としても使用することで誤学習を抑制することができる。
【００６８】
ブロック９０４では、ＣＡｔ−ＴＰマップと、ロングタイム学習値ＴＰＬを加算して補正した後の実際のＣＡｔ−ＴＰ関係とが単調増加になるように、ロングタイム学習値ＴＰＬを制限する。これは誤学習を抑制するための処理でもあり、スロットル開度と吸入空気流量の関係を単調増加に保つための処理である。ブロック９０５では、単調増加処理を介したロングタイム学習値ＴＰＬを学習領域毎に記憶する。ブロック９０６では、リアルタイム学習値ＴＰＲとロングタイム学習値ＴＰＬとを加算してスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮを算出する。
【００６９】
なお、ブロック９０５では、ロングタイム学習値はバックアップメモリに記憶される。即ち、エンジン１の停止中又はＥＣＵ２０の電源オフ時においては、リアルタイム学習値ＴＰＲはリセットされるが、ロングタイム学習値ＴＰＬはバックアップメモリにより保持される。
【００７０】
次に、図１２及び図１３を参照しながら、図９に示したロングタイム学習値ＴＰＬの学習領域ごとの算出処理について具体的に説明する。
図１２及び図１３は、ロングタイム学習値ＴＰＬの格納処理及び単調増加処理をそれぞれ概略的に示す説明図である。図１０において、スロットル開度学習基本値ΔＴＰは、点ｂと点ｃとの間の差分であるが、これは点ａと点ｄとの間の学習値としても適用される。
ここで、スロットル開度学習基本値ΔＴＰを、ＣＡｔ−ＴＰマップのＣＡｔ軸に対して、例えば１対１に対応する学習領域ごとに分配して記憶する場合を考える。このとき、図１０に示すように、目標有効開口面積ＣＡｔ＊の前後のＣＡｔ軸に対応する学習領域と、実有効開口面積ＣＡｔｉの前後のＣＡｔ軸に対応する学習領域との少なくとも一方で、ロングタイム学習値ＴＰＬとして記憶することが可能である。
【００７１】
なお、各ＣＡｔ軸に対応する学習領域に記憶されるロングタイム学習値ＴＰＬは、前回のロングタイム学習値ＴＰＬ（ｎ−１）に対して、スロットル開度学習基本値ΔＴＰに基づく所定値を加算するか、又は、この所定値から目標有効開口面積ＣＡｔ＊及び実有効開口面積ＣＡｔｉの前後のＣＡｔ軸までの比に応じた値を算出し、これを加算することにより算出することができる。また、目標有効開口面積ＣＡｔ＊と実有効開口面積ＣＡｔｉとの双方でロングタイム学習値ＴＰＬを記憶すれば、ロングタイム学習値ＴＰＬの収束時間を短縮することができる。
【００７２】
このようにロングタイム学習値ＴＰＬを算出する場合、学習可能な条件は、後述する更新禁止条件が不成立の場合のみなので、実際に学習が行われるのは、定常運転の常用域のみに限られる。また一般に、スロットル開度ＴＰと吸入空気流量Ｑａとは単調増加の関係にあるので、有効開口面積ＣＡｔとスロットル開度ＴＰとの関係も単調増加である必要がある。
【００７３】
ところが、局所的に学習が行われた場合には、図１３の破線及び破線枠Ｆｒで示すように、ＣＡｔ−ＴＰマップ（実線）の値とロングタイム学習値ＴＰＬとの和（破線）が単調増加にならない場合が起こり得る。この場合、例えば目標吸入空気流量Ｑａ＊が増加しているにも関わらず、学習補正後目標開度ＴＰＬＲＮ＊が減少するので、エンジン１の出力低下やスロットル開度学習値ＴＰＬＲＮの誤学習といった問題が生じる。
【００７４】
そこで、図９のブロック９０４では、図１３の破線及び破線枠Ｆｒで示すように、ＣＡｔ−ＴＰマップ（実線）の値とロングタイム学習値ＴＰＬとの和（破線）が単調増加となるように、ロングタイム学習値ＴＰＬの学習領域毎にロングタイム学習値ＴＰＬを制限する処理を行う。これにより、スロットル開度学習値ＴＰＬＲＮの誤学習や誤作動を防止することができる。
以上のようにすることで、スロットル開度学習値算出手段２２が実現でき、スロットル開度と有効開口面積の関係を学習することができる。
【００７５】
次に、ＥＣＵ２０で行われるスロットル開度学習完了範囲判定手段２４の処理を、所定タイミング毎の算出処理（例えば、１０ｍｓ毎のメイン処理やＢＴＤＣ７５ｄｅｇＣＡ毎の割り込み処理）内で実施される図１４に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００７６】
ステップ１４０１では、実スロットル開度θにおける領域において、スロットル開度学習完了判定手段２３にて算出されたスロットル開度学習完了（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝１）かどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ１４０２へ進み、ＮＯであればステップ１４０５へ進む。
【００７７】
ステップ１４０２では、実スロットル開度θが学習完了範囲最小開度θｍｉｎより大きいかどうかを判断する。判断結果がＹＥＳであればステップ１４０３へ進み、ＮＯであればステップ１４０５へ進む。
【００７８】
ステップ１４０３では、実スロットル開度θが学習完了範囲最大開度θｍａｘより小さいかどうかを判断する。判断結果がＹＥＳであればステップ１４０４へ進み、ＮＯであればステップ１４０５へ進む。
【００７９】
次にステップ１４０４では、ステップ１４０２、ステップ１４０３にて全条件が成立した場合のみ、つまり、スロットル開度学習完了範囲の最大開度θｍａｘと最小開度θｍｉｎの範囲内である場合のみ、スロットル開度学習完了範囲内（ＭＰＬＲＮＡＲＡ＝１）と判定する。ステップ１４０５では、ステップ１４０２、ステップ１４０３のいずれかの条件が成立しなかった場合に、スロットル開度学習完了範囲外（ＭＰＬＲＮＡＲＡ＝０）と判定する。これでスロットル開度学習完了範囲判定としては処理終了となる。
【００８０】
次に、ＥＣＵ２０で行われるスロットル開度学習完了範囲更新手段２５の処理を、所定タイミング毎の算出処理（例えば、１０ｍｓ毎のメイン処理やＢＴＤＣ７５ｄｅｇＣＡ毎の割り込み処理）内で実施される図１５に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００８１】
ステップ１５０１では、実スロットル開度θにおける領域において、スロットル開度学習完了判定手段２３にて算出されたスロットル開度学習完了（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝１）かどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ１５０２へ進み、ＮＯであれば処理終了となる。
【００８２】
ステップ１５０２では、実スロットル開度θにおける領域において、スロットル開度学習完了範囲判定手段２４にて算出されたスロットル開度学習完了範囲外（ＭＰＬＲＮＡＲＡ＝０）かどうかを判定する。判定結果がＹＥＳであればステップ１５０３へ進み、ＮＯであれば処理終了となる。
【００８３】
ステップ１５０３では、実スロットル開度θにおける領域が、学習完了範囲最小開度θｍｉｎにおける領域より一つ下側かどうかを判断する。判断結果がＹＥＳであればステップ１５０５へ進み、ＮＯであればステップ１５０４へ進む。
【００８４】
ステップ１５０４では、実スロットル開度θにおける領域が、学習完了範囲最大開度θｍａｘにおける領域より一つ上側かどうかを判断する。判断結果がＹＥＳであればステップ１５０６へ進み、ＮＯであれば処理終了となる。
【００８５】
次にステップ１５０５では、ステップ１５０１、ステップ１５０２の全条件が成立し、かつステップ１５０３が成立した場合、つまり、実スロットル開度θにおける領域がスロットル開度学習完了（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝１）、かつスロットル開度学習完了範囲外（ＭＰＬＲＮＡＲＡ＝０）であり、スロットル開度学習完了している実スロットル開度θにおける領域が、学習完了範囲最小開度θｍｉｎにおける領域より一つ下側の領域と判断された場合は、学習完了範囲最小開度θｍｉｎ＝実スロットル開度θとして学習完了範囲の最小値側が更新される。
【００８６】
次にステップ１５０６では、ステップ１５０１、ステップ１５０２の全条件成立、かつステップ１５０４が成立した場合、つまり、実スロットル開度θにおける領域がスロットル開度学習完了（ＭＰＬＲＮＦＩＮ＝１）、かつスロットル開度学習完了範囲外（ＭＰＬＲＮＡＲＡ＝０）であり、スロットル開度学習完了している実スロットル開度θにおける領域が、学習完了範囲最大開度θｍａｘにおける領域より一つ上側の領域と判断された場合は、学習完了範囲最大開度θｍａｘ＝実スロットル開度θとして学習完了範囲の最大値側が更新される。これでスロットル開度学習完了範囲更新としては処理終了となる。
【００８７】
このようにスロットル開度学習完了範囲を算出することで、スロットル開度未学習領域を跨ぐようなスロットル制御時でもスロットル開度学習値を考慮するかどうかを判断してスロットル開度制御をすることができる。なお、スロットル開度学習完了範囲について、初回（バッテリなどを接続した直後）の算出処理においては、最初にスロットル開度学習完了した実スロットル開度θにおける領域を起点として、スロットル開度の増加側（最大値）及び減少側（最小値）に領域毎に連続した領域として拡大していく。
【００８８】
以上のように吸入空気流量を用いて有効開口面積を算出することで、有効開口面積と実スロットル開度の関係を正規の状態に近づけ、同時にスロットル４の機差ばらつきを吸収するためのスロットル開度学習制御を行い、スロットル開度学習による補正後の有効開口面積と実有効開口面積の偏差状態によってスロットル開度学習が完了した領域を示すスロットル開度学習完了範囲を算出し、スロットル開度学習値を考慮するか使い分けることで、連続するスロットル開度学習完了範囲内では、スロットル開度学習値を適用した制御、又は吸入空気流量検出手段の機差ばらつきによる検出誤差を小さくするようなフェイルセーフを精度よくできる。
【００８９】
以上、この発明の実施の形態１による内燃機関の制御装置について説明したが、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００９０】
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、５  スロットル開度センサ、６  サージタンク、７  インテークマニホールド、８  インマニ圧センサ、９  インジェクタ、１０  吸気ＶＶＴ、１１  排気ＶＶＴ、１２  点火コイル、
１３  エキゾーストマニホールド、１４  大気圧センサ、１５  各種センサ、２０  ＥＣＵ、２１  有効開口面積算出手段、２２  スロットル開度学習値算出手段、２３  スロットル開度学習完了判定手段、２４  スロットル開度学習完了範囲判定手段、２５  スロットル開度学習完了範囲更新手段、２６  目標スロットル開度算出手段
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2018059438.tif 000028
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2018059438.tif 000029
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2018059438.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月5日(2018.2.5)
【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と、
前記スロットルの実開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記内燃機関への実吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、前記スロットルの前記内燃機関側の圧力をインマニ圧として検出するインマニ圧検出手段と、前記スロットルの大気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、
前記運転状態検出手段からの出力情報が入力される電子制御装置と、有し、
前記電子制御装置は、
前記スロットルの開度を制御することにより前記吸気通路の有効開口面積を変化させて、前記内燃機関への吸入空気流量を可変制御するスロットル開度制御手段と、
前記実吸入空気流量、前記インマニ圧、および前記吸気温を、絞り式流量計の流量算出式に適用して、前記スロットル開度検出手段で検出された実スロットル開度に対応した実有効開口面積を算出する有効開口面積算手段と、
あらかじめ用意された有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、前記実有効開口面積と、前記実スロットル開度と、に基づいて、有効開口面積−スロットル開度の関係を学習し、スロットル開度学習値を算出するスロットル開度学習値算出手段と、
前記実有効開口面積と、前記実スロットル開度と、前記実吸入空気流量とスロットル開度学習値の補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップと、に基づいて前記スロットル開度学習値算出手段により更新されたスロットル開度学習値を用いてスロットル開度が算出されているかを判定するスロットル開度学習完了判定手段と、
前記実スロットル開度が前記スロットル開度学習完了判定手段により学習完了と判定された連続するスロットル開度領域の範囲内であるかどうかを判定するスロットル開度学習完了範囲判定手段と、
前記実スロットル開度が前記スロットル開度学習完了判定手段により学習完了と判定され、かつ前記スロットル開度学習完了範囲判定手段により、前記実スロットル開度が前記スロットル開度学習完了判定手段により学習完了と判定された連続するスロットル開度領域の範囲外と判定された場合、前記実スロットル開度がスロットル開度学習完了範囲の最大値よりも大きいときには、大きい側に前記スロットル開度学習完了範囲を更新し、前記スロットル開度学習完了範囲の最小値よりも小さいときには、小さい側に前記スロットル開度学習完了範囲を更新するスロットル開度学習完了範囲更新手段と、を備え、
前記スロットル開度学習完了範囲更新手段により更新されたスロットル開度学習完了範囲内にある前記スロットル開度学習値を用いて目標スロットル開度を算出し、前記スロットルを制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記スロットル開度学習完了判定手段にて更新されたスロットル開度学習値を用いてスロットル開度が算出されているかを判定する条件は、前記スロットル開度学習値による補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップより算出した前記実有効開口面積に対する学習後スロットル開度と、前記実スロットル開度との偏差が所定値以下であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記スロットル開度学習完了判定手段にて更新されたスロットル開度学習値を用いてスロットル開度が算出されているかを判定する条件は、前記スロットル開度学習値による補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップより算出した前記実スロットル開度に対する学習後有効開口面積と、前記実有効開口面積との偏差が所定値以下であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記スロットル開度学習完了判定手段にて更新されたスロットル開度学習値を用いてスロットル開度が算出されているかを判定する条件は、前記スロットル開度学習値による補正後の有効開口面積−スロットル開度の関係マップより算出した前記実有効開口面積と、前記インマニ圧および前記吸気温から求められる学習後実吸入空気流量と、前記実吸入空気流量との偏差が所定値以下であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記スロットル開度学習完了範囲判定手段にて判断されるスロットル開度学習完了範囲は、前記スロットル開度学習完了判定手段により学習完了と判定された連続するスロットル開度領域の最大値と最小値との間の範囲であ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の制御装置。
【請求項６】
前記実スロットル開度がスロットル開度学習完了範囲内の場合は、前記スロットル開度学習値を用いて目標スロットル開度を算出し、スロットル開度学習完了範囲外の場合は、前記スロットル開度学習値を用いずに目標スロットル開度を算出し、前記スロットルを制御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の制御装置。