(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、スロットルの積算作動量が車両走行距離に応じた耐久限界作動量を超えないようにスロットルの動作を制御できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】ドライバ要求トルクと制御要求トルクとに基づく目標スロットル開度を算出する。スロットルの作動量を積算してスロットル総作動量を算出する。現在の車両走行距離に対するスロットルの耐久限界作動量を取得する。スロットル総作動量が現在の車両走行距離に対する耐久限界作動量を超えるか否かを判定する。スロットル総作動量が現在の車両走行距離に対する耐久限界作動量を超える場合には制御要求トルクを抑制する。【選択図】図３
2011122505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバ操作に応じてドライバ要求トルクを出力するドライバ要求出力手段と、
前記ドライバ操作以外の車両状態に応じて制御要求トルクを出力する制御要求出力手段と、
前記ドライバ要求トルクと前記制御要求トルクとに基づく目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
前記目標スロットル開度を実現するように作動するスロットルと、
前記スロットルの作動量を積算してスロットル総作動量を算出するスロットル総作動量算出手段と、
現在の車両走行距離に対する前記スロットルの耐久限界作動量を取得する耐久限界作動量取得手段と、
前記スロットル総作動量が前記耐久限界作動量を超えるか否かを判定する耐久限界判定手段と、
前記スロットル総作動量が前記耐久限界作動量を超える場合に、前記制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制する制御要求抑制手段と、
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】
ドライバ操作に応じてドライバ要求トルクを出力するドライバ要求出力手段と、
前記ドライバ操作以外の車両状態に応じて制御要求トルクを出力する制御要求出力手段と、
前記ドライバ要求トルクと前記制御要求トルクとに基づく目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
前記目標スロットル開度を実現するように作動するスロットルと、
前記制御要求トルクが出力されているか否かを判定する制御要求判定手段と、
前記制御要求トルクが出力されている場合に、前記スロットルの作動量を積算して制御要求期間スロットル積算作動量を算出する制御要求積算作動量算出手段と、
現在の車両走行距離に対する前記スロットルの耐久限界作動量を取得する耐久限界作動量取得手段と、
前記耐久限界作動量に対する前記制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値を超えるか否かを判定する規定割合判定手段と、
前記割合が前記規定値を超える場合に、前記制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制する制御要求抑制手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
ドライバ操作に応じてドライバ要求トルクを出力するドライバ要求出力手段と、
前記ドライバ操作以外の車両状態に応じて制御要求トルクを出力する制御要求出力手段と、
前記ドライバ要求トルクと前記制御要求トルクとに基づく目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
前記目標スロットル開度を実現するように作動するスロットルと、
前記スロットルの作動量を積算してスロットル総作動量を算出するスロットル総作動量算出手段と、
前記ドライバ要求トルクからドライバ要求目標吸入空気量を推定する手段と、
前記ドライバ要求目標吸入空気量からドライバ要求目標スロットル開度を推定する手段と、
前記ドライバ要求目標スロットル開度から前記スロットルの作動量を推定し、積算してドライバ要求スロットル積算作動量を推定する手段と、
前記スロットル総作動量から前記ドライバ要求スロットル積算作動量を差し引いて制御要求期間スロットル積算作動量を算出する手段と、
現在の車両走行距離に対する前記スロットルの耐久限界作動量を取得する耐久限界作動量取得手段と、
前記耐久限界作動量に対する前記制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値を超えるか否かを判定する規定割合判定手段と、
前記割合が前記規定値を超える場合に、前記制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制する制御要求抑制手段と、
を備えることを特徴とする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、内燃機関の制御装置に係り、特に、車両に搭載される内燃機関の電子制御スロットルを制御するのに好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されるように、内燃機関の吸気通路に配置される電子制御スロットルが知られている。また、本公報には、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）をドライバ要求として、これに応じて電子制御スロットルの動作（スロットル開度）を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４８８００号公報
【特許文献２】特開２００９−１７４３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電子制御スロットルの動作を制御するにあたっては、上述のドライバ要求だけでなく、ドライバ操作以外の車両状態に基づく制御要求も入力されることが知られている。この制御要求はドライバビリティ向上等を目的とするものである。しかしながら、ドライバビリティ向上等のために制御要求を増大させれば、スロットルの積算作動量も増大することとなる。スロットルの積算作動量の増大は、スロットルの耐久性に影響する。スロットルの耐久性は、車両が保証しなければならない総走行距離を満足するように決定されるが、単にスロットルの耐久性を積算作動量の最悪値を基準に決定すればコストアップの原因となる。また、スロットルの耐久性は、ドライバ特性や走行環境によってスロットルの作動量が異なることから設計段階での最適な決定は容易ではない。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、スロットルの積算作動量が車両走行距離に応じた耐久限界作動量を超えないようにスロットルの動作を制御できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
ドライバ操作に応じてドライバ要求トルクを出力するドライバ要求出力手段と、
前記ドライバ操作以外の車両状態に応じて制御要求トルクを出力する制御要求出力手段と、
前記ドライバ要求トルクと前記制御要求トルクとに基づく目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
前記目標スロットル開度を実現するように作動するスロットルと、
前記スロットルの作動量を積算してスロットル総作動量を算出するスロットル総作動量算出手段と、
現在の車両走行距離に対する前記スロットルの耐久限界作動量を取得する耐久限界作動量取得手段と、
前記スロットル総作動量が前記耐久限界作動量を超えるか否かを判定する耐久限界判定手段と、
前記スロットル総作動量が前記耐久限界作動量を超える場合に、前記制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制する制御要求抑制手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
ドライバ操作に応じてドライバ要求トルクを出力するドライバ要求出力手段と、
前記ドライバ操作以外の車両状態に応じて制御要求トルクを出力する制御要求出力手段と、
前記ドライバ要求トルクと前記制御要求トルクとに基づく目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
前記目標スロットル開度を実現するように作動するスロットルと、
前記制御要求トルクが出力されているか否かを判定する制御要求判定手段と、
前記制御要求トルクが出力されている場合に、前記スロットルの作動量を積算して制御要求期間スロットル積算作動量を算出する制御要求積算作動量算出手段と、
現在の車両走行距離に対する前記スロットルの耐久限界作動量を取得する耐久限界作動量取得手段と、
前記耐久限界作動量に対する前記制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値を超えるか否かを判定する規定割合判定手段と、
前記割合が前記規定値を超える場合に、前記制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制する制御要求抑制手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
ドライバ操作に応じてドライバ要求トルクを出力するドライバ要求出力手段と、
前記ドライバ操作以外の車両状態に応じて制御要求トルクを出力する制御要求出力手段と、
前記ドライバ要求トルクと前記制御要求トルクとに基づく目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
前記目標スロットル開度を実現するように作動するスロットルと、
前記スロットルの作動量を積算してスロットル総作動量を算出するスロットル総作動量算出手段と、
前記ドライバ要求トルクからドライバ要求目標吸入空気量を推定する手段と、
前記ドライバ要求目標吸入空気量からドライバ要求目標スロットル開度を推定する手段と、
前記ドライバ要求目標スロットル開度から前記スロットルの作動量を推定し、積算してドライバ要求スロットル積算作動量を推定する手段と、
前記スロットル総作動量から前記ドライバ要求スロットル積算作動量を差し引いて制御要求期間スロットル積算作動量を算出する手段と、
現在の車両走行距離に対する前記スロットルの耐久限界作動量を取得する耐久限界作動量取得手段と、
前記耐久限界作動量に対する前記制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値を超えるか否かを判定する規定割合判定手段と、
前記割合が前記規定値を超える場合に、前記制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制する制御要求抑制手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、スロットル総作動量が現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量を超える場合に、制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制することができる。そのため、本発明によれば、スロットルの耐久性が、スロットルの積算作動量の最悪値よりも低い基準で決定されている場合であっても、スロットルの耐久性を確保しドライバ操作に応じた運転を継続することができる。また、現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量に余裕がある範囲においては、車両状態に応じたドライバビリティ向上等のための運転を積極的に実施することができる。
【００１０】
第２の発明によれば、現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値を超える場合に、制御要求出力手段により出力される制御要求トルクを抑制することができる。そのため、本発明によれば、スロットルの耐久性が、スロットルの積算作動量の最悪値よりも低い基準で決定されている場合であっても、ドライバ操作において必要となるスロットルの耐久性を予め確保することができる。加えて、現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値に満たない余裕のある範囲においては、車両状態に応じたドライバビリティ向上等のための運転を積極的に実施することができる。
【００１１】
第３の発明によれば、ドライバ要求トルクに基づくドライバ要求スロットル積算作動量を推定し、これをスロットル総作動量から差し引くことで、制御要求期間スロットル積算作動量を算出することができる。このように算出された制御要求期間スロットル積算作動量には、ドライバ要求トルクに基づくスロットル作動量が重畳しない。このため、制御要求トルクに基づくスロットル積算作動量を精度高く算出することができる。そのため、本発明によれば、精度の高いスロットル制御を実現することができ、上記第２の発明と同種の効果をより好適に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上述したシステム構成において、ドライバ操作及び車両制御に基づいて動作したスロットル１０の積算作動量の内訳を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ２０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１及び２における制御要求期間スロットル積算作動量の算出方法について説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵ２０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１４】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る内燃機関は、気筒に接続する吸気通路に配置された電子制御式のスロットル１０を備えている。スロットル１０の近傍には、スロットル１０の開度を検出するスロットル開度センサ１２が配置されている。なお、以下では内燃機関を単にエンジンとも記す。
【００１５】
本実施形態に係る制御装置は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０を備えている。ＥＣＵ２０は複数の計算要素２２、２４、２６、２８、３０を備えている。ＥＣＵ２０の入力側には、前述のスロットル開度センサ１２の他、運転者に操作されるアクセルの踏み込み量に応じた値を検出するアクセル開度センサ１４が備えられている。ＥＣＵ２０の出力側には、前述のスロットル１０が接続されている。
【００１６】
制御装置に入力される情報には、内燃機関のトルクに関する要求が含まれている。このトルク要求には、ドライバ操作によるアクセルの踏み込み量など運転者側から要求されるドライバ要求トルクの他、ドライバビリティ向上等に関し、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control System）やＴＲＣ（Traction Control System）等の車両側から要求される制御要求トルクも含まれる。
【００１７】
図１に示す各計算要素２２、２４、２６、２８、３０の機能と、計算要素間の信号処理の流れについて説明する。図１に示すアクセル開度センサ１４は、アクセルの踏み込み量に応じた値を検出する。ＥＣＵ２０はその値に基づいてドライバ要求トルクを算出する。算出されたドライバ要求トルクは目標トルク計算部２４に出力される。
【００１８】
また、ＥＣＵ２０の制御要求トルク算出部２２は、ＶＳＣやＴＲＣ等の車両制御に必要な車両側からの要求に基づいて制御要求トルクを算出する。算出された制御要求トルクは目標トルク計算部２４に出力される。
【００１９】
目標トルク計算部２４は、ドライバ要求トルクと制御要求トルクとを合算する。合算されたトルクはエンジンの目標トルクとして目標吸入空気量計算部２６に出力される。
【００２０】
目標吸入空気量計算部２６は、目標トルクの実現に必要な目標吸入空気量を、ＥＣＵ２０に予め記憶された空気量マップを用いて計算する。空気量マップは目標トルクを目標吸入空気量に変換するためのマップである。空気量マップには、点火時期、エンジン回転数、Ａ／Ｆ、バルブタイミング等、トルクと吸入空気量との関係に影響する各種の運転条件がパラメータとして用いられている。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値（現在値）が入力される。目標吸入空気量計算部２６は、目標トルクから変換された吸入空気量をエンジンの目標吸入空気量（以下、目標空気量という。）とし、それを目標スロットル開度設定部２８に出力する。
【００２１】
目標スロットル開度設定部２８は、吸気系モデルの逆モデル（ＴＡ逆モデル、エア逆モデル）を用いて目標空気量をスロットル開度に変換する。すなわち、目標空気量を実現可能なスロットル開度を計算する。この逆モデルの詳細については、特開２００９−１７４３２８号公報に記載されているため、本願明細書では説明を省略する。目標スロットル開度設定部２８は、目標空気量から変換されたスロットル開度をスロットルの目標開度として設定し、それをスロットルドライバ３０にセットする。
【００２２】
スロットルドライバ３０は、この目標開度を実現するようにスロットル１０の動作を制御する。スロットル１０によって実際に実現されているスロットル開度は、スロットル開度センサ１２により検出される。なお、スロットル１０の耐久性は、少なくともドライバ要求トルクのみによる運転によっては保証すべき総走行距離を満足するように設計されている。
【００２３】
［実施の形態１における特徴的制御］
図２は、上述したシステム構成において、ドライバ操作及び車両制御に基づいて動作したスロットル１０の積算作動量の内訳を示す図である。図２に示すようにスロットル１０の積算作動量は、ドライバ操作（ドライバ要求トルク）に基づく積算作動量と、車両制御（制御要求トルク）に基づく積算作動量からなる。また、図２に示す実線３２は、ある車両走行距離に応じて予め設定されたスロットル１０の耐久限界作動量を示している。スロットル１０の積算作動量が実線３２を超えない部分は、未だ使い切れていない余裕量である。
【００２４】
図１に示す構成において、ドライバビリティ向上等を図るため車両側の車両制御を増大させる場合、スロットル１０の作動量も大幅に増加することとなる。この場合、ドライバ操作及び車両制御によるスロットル積算作動量が、耐久限界動作量を超えてしまうケースが考えられる（図２）。しかしながら、車両走行距離毎に定められた耐久限界作動量を超える状況を放置することは、スロットルの耐久性を確保し、保証する総走行距離を満足するために好ましくない。また、通常のドライバ操作に基づくスロットル動作は維持されることが望まれる。
【００２５】
そこで、本実施形態のシステムでは、スロットルの積算作動量と車両走行距離毎に定められた耐久限界動作量との関係に基づいて上述の車両制御を抑制することとした。
【００２６】
（制御ルーチン）
図３は、上述の制御を実現するために、ＥＣＵ２０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。図３に示す本ルーチンは、車両のメインスイッチがＯＮとされることにより開始される。制御抑制フラグの初期値はＯＦＦに設定される。
【００２７】
本ルーチンでは、まず、ステップ１００において、スロットル１０が作動中であるか否かが判定される。スロットル１０が作動中であることは、スロットルドライバ３０に目標開度がセットされていることや、スロットル開度センサ１２により検出されるスロットル開度が機関停止状態における開度以上であることにより確認される。
【００２８】
スロットル１０が作動中であると判定された場合には、次に、ステップ１１０において、制御要求があるか否かが判定される。具体的には、制御要求トルク算出部２２が制御要求トルクを出力する場合には制御要求ありと判定される。
【００２９】
制御要求ありと判定された場合には、ステップ１２０において、制御要求あり時のスロットル作動量を積算する。具体的には、まず、ステップ１００において検出されたスロットル開度を取得する。次に、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。このスロットル作動量を積算して制御要求期間スロットル積算作動量として記憶する。
【００３０】
一方、ステップ１１０において、制御要求なしと判定された場合には、ステップ１３０において、制御要求なし時のスロットル作動量を積算する。具体的には、まず、ステップ１００において検出されたスロットル開度を取得する。次に、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。このスロットル作動量を積算して制御要求なし期間スロットル積算作動量として記憶する。
【００３１】
ステップ１２０又はステップ１３０における処理の後、現在までのスロットル１０の総作動量がスロットル耐久限界作動量を超えてないか否かが判定される（ステップ１４０）。具体的には、まず、ＥＣＵ２０は、上述のステップ１２０において積算された制御要求期間スロットル積算作動量と、上述のステップ１３０において積算された制御要求なし期間スロットル積算作動量とを合計し、スロットル総作動量を算出する。
【００３２】
次に、ＥＣＵ２０は、スロットル耐久マップから現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を取得する。ＥＣＵ２０は、車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を定めたスロットル耐久マップを記憶している。スロットル耐久限界作動量は、現在の車両走行距離までに動作することを許容するスロットル１０の積算作動量（積算角度）を定めたものである。スロットル耐久マップには、車両走行距離の増大に伴いスロットル耐久限界作動量が高くなるよう設定されている。ここで、用いられているスロットル１０の耐久性は、その構造設計、材質等に基づいて予め機械的に算出することができる。スロットル耐久限界作動量の最大値は算出された耐久性に基づいて設定される。
【００３３】
そして、スロットル総作動量が現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を超えているか否かを判定する（以下、判定１という。）。
【００３４】
更に、ステップ１４０では、現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値αを超えているか否かを判定する（以下、判定２という。）。上述したように、スロットル１０の耐久性は、ドライバ要求トルクのみに基づく積算作動量では、現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を超えないように設計されている。規定値αは、例えば、このドライバ要求トルクのみに基づく積算作動量（設計時において走行距離毎に推定される値）を車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量から差し引いた余裕量に基づいて定められる。
【００３５】
上記判定１が成立、即ちスロットル総作動量がスロットル耐久限界作動量を超えていると判定される場合、または、上記判定２が成立、即ち上記割合が規定値αを超えていると判定される場合には、ＥＣＵ２０は、スロットルが車両走行距離に対して使われすぎであると判断し、制御抑制フラグをＯＮにする（ステップ１５０）。その後、ステップ１００から制御ルーチンが継続される。
【００３６】
他のルーチンにおいて、制御要求トルク算出部２２は、制御抑制フラグがＯＮであるか否かを判定し、制御抑制フラグがＯＮである場合には、制御要求トルク算出部２２から出力される制御要求トルクを抑制する。例えば、制御要求トルクを０又は制御抑制フラグＯＦＦ時よりも低減する。そのため、次回のステップ１１０においては、制御要求トルク算出部２２は制御要求トルクを出力していない状態、又は、低減された制御要求トルクを出力している状態となる。
【００３７】
なお、上述したステップ１００において、スロットル１０が作動中でないと判定された場合には、ＥＣＵ２０は、上述したステップ１４０の処理を実行する。また、ステップ１４０において判定１及び判定２が成立しない場合には、ＥＣＵ２０は、制御抑制フラグをＯＦＦにする（ステップ１５０）。その後、ステップ１００から制御ルーチンが継続される。
【００３８】
以上説明したように、図３に示すルーチンによれば、スロットル総作動量が現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量を超える場合には、制御要求トルク算出部２２から出力される制御要求トルクを抑制することができる。また、現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値αを超える場合には、制御要求トルク算出部２２から出力される制御要求トルクを抑制することができる。このため、本実施例のシステムによれば、制御要求トルクを制御して、ドライバ操作に必要なスロットルの耐久性確保を図り、ドライバ操作に基づく運転を継続することができる。また、耐久限界作動量に対してスロットル作動量に余裕がある状況下においては、ドライバビリティ向上等のための制御要求に基づく運転を積極的に実施することができる。
【００３９】
ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、ステップ１４０の処理において、判定１及び判定２の２つの判定処理を備え、それぞれの成立性を確認することとしているが、ステップ１４０の処理はこれに限定されるものではない。例えば、判定１又は判定２の一方の判定処理のみを備えることとしても良い。
【００４０】
また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、スロットル総作動量を、ステップ１４０において、ステップ１２０とステップ１３０とにおいて算出される各積算作動量を合計して求めることとしているが、スロットル総作動量の算出方法はこれに限定されるものではない。例えば、ステップ１３０の処理を削除し、ステップ１４０におけるスロットル総作動量の合計処理に替えて、ステップ１００において次の処理を行うこととしてもよい。即ち、まず、ステップ１００において逐次取得されるスロットル開度から、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。そして、算出されたスロットル作動量を積算してスロットル総作動量と算出することとしてもよい。
【００４１】
尚、上述した実施の形態１においては、スロットル１０が前記第１又は第２の発明における「スロットル」に、アクセル開度センサ１４が前記第１又は第２の発明における「ドライバ要求出力手段」に、制御要求トルク算出部２２が前記第１又は第２の発明における「制御要求出力手段」に、目標トルク計算部２４と目標吸入空気量計算部２６と目標スロットル開度設定部２８とスロットルドライバ３０とが前記第１又は第２の発明における「目標スロットル開度算出手段」に、それぞれ相当している。
【００４２】
また、ここでは、ＥＣＵ２０が、上記ステップ１１０〜ステップ１４０の処理を実行することにより前記第１の発明における「スロットル総作動量算出手段」が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第２の発明における「制御要求判定手段」が、上記ステップ１２０の処理を実行することにより前記第２の発明における「制御要求積算作動量算出手段」が、上記ステップ１４０の処理を実行することにより前記第１又は第２の発明における「耐久限界作動量取得手段」が、上記ステップ１４０の処理を実行することにより前記第１の発明における「耐久限界判定手段」が、上記ステップ１４０の処理を実行することにより前記第２の発明における「規定割合判定手段」が、上記ステップ１５０の処理を実行することにより前記第１又は第２の発明における「制御要求抑制手段」が、それぞれ実現されている。
【００４３】
実施の形態２．
［実施の形態２のシステム構成］
次に、図４〜図６を参照して本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態のシステムは後述する図５に示す構成において、ＥＣＵ２０に後述する図６のルーチンを実施させることで実現することができる。
【００４４】
［実施の形態２における特徴的制御］
図４は、上述の制御要求期間スロットル積算作動量の算出について説明するための図である。図４（Ａ）は、上述した実施の形態１における制御要求期間スロットル積算作動量の算出についての具体例を説明するための図である。図４（Ａ）において、破線部分は、図３のステップ１１０において制御要求ありと判定された領域（期間）を示している。上述した実施の形態１においては、図３のステップ１４０の判定２で用いられる「制御要求期間スロットル積算作動量」として、ステップ１１０で制御要求ありと判定された場合にステップ１２０で算出される制御要求あり時のスロットル積算作動量を用いることとしている。図４（Ａ）に示す具体例では、制御要求有り領域のスロットル積算作動量１３００［ｄｅｇ］が「制御要求期間スロットル積算作動量」となる。
【００４５】
しかしながら、制御要求トルクとドライバ要求トルクとが同時に出力されている場合には、ステップ１２０において算出される制御要求あり時のスロットル積算作動量には、ドライバ要求トルクに基づくスロットル作動量も含まれることとなる。図４（Ａ）に示す１３００［ｄｅｇ］にはドライバ要求トルクに基づくスロットル作動量も重畳されている。
【００４６】
ところで、図３のステップ１４０の判定２で用いられる「制御要求期間スロットル積算作動量」をより精度高く推定できれば、より精度高く判定がなされ、スロットルの制御に好適である。そこで、本実施形態においては、ドライバ要求トルクのみに基づくスロットル積算作動量を精度高く推定し、スロットル総作動量からこれを差し引くことにより、ドライバ要求が重畳しない「制御要求期間スロットル積算作動量」を算出することとした。図４に示す具体例では、スロットル総作動量２５００［ｄｅｇ］から、図４（Ｂ）に示す推定されたドライバ要求トルクのみに基づくスロットル積算作動量２０００［ｄｅｇ］を差し引くことで、ドライバ要求が重畳しない「制御要求期間スロットル積算作動量」５００［ｄｅｇ］が算出される。
【００４７】
次に、図５〜図６を用いて、上述したドライバ要求トルクのみに基づくスロットル積算作動量を推定するための構成及び処理について説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。図５は、破線で囲む計算要素３４、３６が加えられている点を除き、図１と同様であるため共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
図５の破線で囲む構成は、ドライバ要求トルクのみに基づくスロットルの目標開度を推定するための構成である。アクセル開度センサ１４は、アクセルの踏み込み量に応じた値を検出する。ＥＣＵ２０はその値に基づいてドライバ要求トルクを算出する。算出されたドライバ要求トルクは目標トルク計算部２４と目標吸入空気量計算部３４に出力される。目標吸入空気量計算部３４では、ドライバ要求トルクの実現に必要な目標吸入空気量を、ＥＣＵ２０に予め記憶された空気量マップを用いて計算する。空気量マップは図１において説明したものと同様である。目標吸入空気量計算部３４は、ドライバ要求トルクから変換された吸入空気量をエンジンの目標吸入空気量（以下、ドライバ要求目標空気量という。）とし、それを目標スロットル開度推定部３６に出力する。
【００４９】
目標スロットル開度推定部３６は、吸気系モデルの逆モデル（ＴＡ逆モデル、エア逆モデル）を用いて目標空気量をスロットル開度に変換する。すなわち、ドライバ要求目標空気量を実現可能なスロットル開度を計算する。この逆モデルの詳細については、特開２００９−１７４３２８号公報に記載されているため、本願明細書では説明を省略する。目標スロットル開度推定部３６は、ドライバ要求目標空気量から変換されたスロットル開度をスロットルのドライバ要求目標開度と推定する。
【００５０】
図６は、図５に示した構成においてＥＣＵ２０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、ステップ１２０〜１４０の処理がステップ２２０〜２５０の処理に置き換えられている点を除き、図３に示すルーチンと同様である。以下、図６において、図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５１】
図６に示すルーチンでは、上述したステップ１１０において制御要求ありと判定された場合には、次に、ステップ２２０において、制御要求あり時のスロットル作動量を積算する。具体的には、まず、ステップ１００において検出されたスロットル開度を取得する。次に、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。このスロットル作動量を積算して制御要求あり期間スロットル積算作動量として記憶する。
【００５２】
一方、ステップ１１０において、制御要求なしと判定された場合には、ステップ２３０において、制御要求なし時のスロットル作動量を積算する。具体的には、まず、ステップ１００において検出されたスロットル開度を取得する。次に、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。このスロットル作動量を積算して制御要求なし期間スロットル積算作動量として記憶する。
【００５３】
ステップ２２０又はステップ２３０における処理の後、ステップ２４０において、ドライバ要求トルクのみに基づくスロットル積算作動量を算出する。具体的には、まず、図５で説明した様に、ドライバ要求トルクのみから目標吸入空気量計算部３４、目標スロットル開度推定部３６を経てドライバ要求目標開度を推定する。次に、今回推定されたドライバ要求目標開度と前回推定されたドライバ要求目標開度との差をスロットル作動量として算出する。このスロットル作動量を積算してドライバ要求スロットル積算作動量として記憶する。ステップ２４０においては、制御要求トルクの有無に関わらず（ステップ１１０）、ドライバ要求トルクのみに基づくスロットル作動量は積算されることとなる。
【００５４】
続いて、現在までのスロットル１０の総作動量がスロットル耐久限界作動量を超えてないか否かが判定される（ステップ２５０）。具体的には、まず、ＥＣＵ２０は、上述のステップ２２０において積算された制御要求あり期間スロットル積算作動量と、上述のステップ２３０において積算された制御要求なし期間スロットル積算作動量とを合計し、スロットル総作動量を算出する。
【００５５】
次に、ＥＣＵ２０は、スロットル耐久マップから現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を取得する。スロットル耐久マップは、図３のステップ１４０において説明したものと同様である。そして、スロットル総作動量が現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量を超えているか否かを判定する（以下、判定１という。）。
【００５６】
更に、ステップ２５０では、現在の車両走行距離に応じたスロットル耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値αを超えているか否かを判定する（以下、判定２という。）。規定値αはステップ１４０において説明したものと同様である。ここで、実施の形態２における「制御要求期間スロットル積算作動量」は、スロットル総作動量から上記ステップ２４０において推定された「ドライバ要求スロットル積算作動量」を差し引いて算出される。
【００５７】
上記判定１が成立、即ちスロットル総作動量がスロットル耐久限界作動量を超えていると判定される場合、または、上記判定２が成立、即ち上記割合が規定値αを超えていると判定される場合には、ＥＣＵ２０は、スロットルが車両走行距離に対して使われすぎであると判断し、制御抑制フラグをＯＮにする（ステップ１５０）。制御抑制フラグのＯＮ／ＯＦＦによる制御要求トルク算出部２２の制御は実施の形態１と同様である。また、ステップ２５０において判定１及び判定２が成立しない場合には、ＥＣＵ２０は、制御抑制フラグをＯＦＦにする（ステップ１５０）。
【００５８】
以上説明したように、図６に示すルーチンによれば、スロットル総作動量が現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量を超える場合には、制御要求トルク算出部２２から出力される制御要求トルクを抑制することができる。また、現在の車両走行距離に応じた耐久限界作動量に対する制御要求期間スロットル積算作動量の割合が規定値αを超える場合には、制御要求トルク算出部２２から出力される制御要求トルクを抑制することができる。このため、本実施例のシステムによれば、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
加えて、図６に示すルーチンによれば、ドライバ要求トルクに基づくドライバ要求スロットル積算作動量を推定し、これをスロットル総作動量から差し引くことで、制御要求期間スロットル積算作動量を算出することができる。このように算出された制御要求期間スロットル積算作動量には、ドライバ要求トルクに基づくスロットル作動量が重畳しない。このため、制御要求トルクに基づくスロットル積算作動量を精度高く算出することができる。そのため、本発明によれば、精度の高いスロットル制御を実現することができ、実施の形態１と同種の効果をより好適に得ることができる。
【００６０】
ところで、上述した実施の形態２のシステムにおいては、ステップ２５０の処理において、判定１及び判定２の２つの判定処理を備え、それぞれの成立性を確認することとしているが、ステップ２５０の処理はこれに限定されるものではない。例えば、判定処理は判定２のみとしても良い。
【００６１】
また、上述した実施の形態２のシステムにおいては、スロットル総作動量を、ステップ２５０において、ステップ２２０とステップ２３０とにおいて算出される各積算作動量を合計して求めることとしているが、スロットル総作動量の算出方法はこれに限定されるものではない。例えば、ステップ１１０、ステップ２２０及びステップ２３０の処理を削除し、ステップ２５０におけるスロットル総作動量の合計処理に替えて、ステップ１００において次の処理を行うこととしてもよい。即ち、まず、ステップ１００において逐次取得されるスロットル開度から、今回検出されたスロットル開度と前回検出されたスロットル開度との差をスロットル作動量として算出する。そして、算出されたスロットル作動量を積算してスロットル総作動量と算出することとしてもよい。
【００６２】
尚、上述した実施の形態２においては、スロットル１０が前記第３の発明における「スロットル」に、アクセル開度センサ１４が前記第３の発明における「ドライバ要求出力手段」に、制御要求トルク算出部２２が前記第３の発明における「制御要求出力手段」に、目標トルク計算部２４と目標吸入空気量計算部２６と目標スロットル開度設定部２８とスロットルドライバ３０とが前記第３の発明における「目標スロットル開度算出手段」に、目標吸入空気量計算部３４が前記第３の発明における「ドライバ要求目標吸入空気量を推定する手段」に、目標スロットル開度推定部３６が前記第３の発明における「ドライバ要求目標スロットル開度を推定する手段」に、それぞれ相当している。
【００６３】
また、ここでは、ＥＣＵ２０が、上記ステップ２２０〜ステップ２５０の処理を実行することにより前記第３の発明における「スロットル総作動量算出手段」が、上記ステップ２４０の処理を実行することにより前記第３の発明における「ドライバ要求スロットル積算作動量を推定する手段」が、上記ステップ２５０の処理を実行することにより前記第３の発明における「制御要求期間スロットル積算作動量を算出する手段」が、上記ステップ２５０の処理を実行することにより前記第３の発明における「耐久限界作動量取得手段」が、上記ステップ２５０の処理を実行することにより前記第３の発明における「規定割合判定手段」が、上記ステップ１５０の処理を実行することにより前記第１又は第２の発明における「制御要求抑制手段」が、それぞれ実現されている。
【００６４】
更に、実施の形態２においては、目標吸入空気量計算部３４が出力するドライバ要求目標空気量が前記第３の発明における「ドライバ要求目標吸入空気量」に、目標スロットル開度推定部３６が出力するドライバ要求目標開度が前記第３の発明における「ドライバ要求目標スロットル開度」に、それぞれ対応している。
【符号の説明】
【００６５】
１０  スロットル
１２  スロットル開度センサ
１４  アクセル開度センサ
２０  ＥＣＵ
２２  制御要求トルク算出部
２４  目標トルク計算部
２６、３４  目標吸入空気量計算部
２８  目標スロットル開度設定部
３０  スロットルドライバ
３６  目標スロットル開度推定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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