(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの目標トルクを設定し、
設定された目標トルクをもとにエンジントルクを制御するエンジンの制御方法であって、
前記目標トルクよりも大きな許容トルクを設定し、
エンジンの実際の運転状態を示す指標として、異なる複数の運転状態パラメータを検出し、
実際のエンジントルクである実際トルクを、検出された複数の運転状態パラメータをもとに個別に算出し、
算出された実際トルクのうち最も大きな値を最終的な実際トルクとして選択し、
選択された実際トルクと前記許容トルクとを比較し、
前記実際トルクと前記許容トルクとの比較の結果に応じた制御信号を生成する、エンジンの制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの制御方法であって、
運転者によるアクセル操作量を検出し、
前記目標トルクおよび前記許容トルクを、検出されたアクセル操作量に基づく個別の演算により設定する、エンジンの制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジンの制御方法であって、
運転者によるアクセル操作量を検出し、
前記目標トルクを、検出されたアクセル操作量をもとに設定し、
前記許容トルクを、前記目標トルクに所定トルクを加算しまたは所定値を乗算した値に設定する、エンジンの制御方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンジンの制御方法であって、
前記複数の運転状態パラメータは、互いに相関する特性を有する、エンジンの制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジンの制御方法であって、
前記複数の運転状態パラメータが、第１の運転状態パラメータと第２の運転状態パラメータとを含み、
前記第１の運転状態パラメータは、エアフローメータにより検出される吸入空気量であり、
前記第２の運転状態パラメータは、スロットルセンサにより検出されるスロットル開度である、エンジンの制御方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のエンジンの制御方法であって、
前記実際トルクが前記許容トルクを上回る場合に、前記制御信号として、エンジンの作動を制限する信号を生成する、エンジンの制御方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のエンジンの制御方法であって、
前記実際トルクが前記許容トルクを上回る場合に、前記制御信号として、異常状態の発生を記録しまたは運転者に異常状態の発生を報知する信号を生成する、エンジンの制御方法。
【請求項８】
エンジンの実際の運転状態を示す指標として、第１の運転状態パラメータを検出する第１の運転状態センサと、
エンジンの実際の運転状態を示す指標として、前記第１の運転状態パラメータとは異なる第２の運転状態パラメータを検出する第２の運転状態センサと、
前記第１および第２の運転状態センサの検出信号を入力し、エンジンの動作を制御するエンジン制御ユニットと、
を含んで構成され、
前記エンジン制御ユニットは、
エンジンの目標トルクを設定する目標トルク設定部と、
設定された目標トルクをもとにエンジントルクを制御するエンジントルク制御部と、
前記目標トルクよりも大きな許容トルクを設定する許容トルク設定部と、
実際のエンジントルクである実際トルクを、検出された前記第１および第２の運転状態パラメータをもとに個別に算出する実際トルク演算部と、
算出された実際トルクのうち最も大きな値を最終的な実際トルクとして選択する実際トルク選択部と、
選択された実際トルクと前記許容トルクとを比較するトルク比較部と、
前記トルク比較部による比較の結果に応じた制御信号を出力する制御信号出力部と、
を備える、エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標トルクをもとにエンジントルクを制御する一方、エンジンが実際に生じさせているトルクを監視するエンジンの制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジントルクの目標値を目標トルクとして設定し、目標トルクを実現するようにエンジントルクを制御する一方、エンジントルクを監視する技術が存在する。具体的には、エンジンが実際に生じさせているトルクを実際トルクとして算出し、実際トルクと許容トルクとを比較するものである。【０００３】
ここで、エンジントルクを監視する技術として、ＪＰ２００８−５１０９２１Ａには、次のものが開示されている（段落００２２〜００２５）。【０００４】
アクセルペダルの操作量からエンジントルクの目標値となる基準トルクを設定し、基準トルクをもとに燃料噴射弁の動作を制御する。その一方で、エンジンの運転パラメータからエンジンが実際に生じさせている実際トルクを算出し、実際トルクが基準トルクをもとに設定される許容トルクを上回る場合に、エラーの発生を記録するとともに、安全性の観点から燃料噴射弁の動作を停止する。ここで、エンジンの運転パラメータとして燃料噴射弁の噴射時間および噴射圧力（燃料圧力）を検出し、噴射時間等に基づく実際トルクの演算において、燃料噴射弁の個々の特性を考慮する。ＪＰ２００８−５１０９２１Ａには、実際トルクの演算に際して考慮すべき特性として、燃料噴射弁の製造上のばらつきないし誤差（具体的には、燃料噴射弁のノズル開口部の直径）および老化特性が掲げられている。
【発明の概要】
【０００５】
ＪＰ２００８−５１０９２１Ａに記載の技術によれば、燃料噴射弁の動作に何らかの不具合があり、エンジントルクに運転者の意図によらない増大が生じた場合に、実際トルクと許容トルクとの比較によりこれを検知し、燃料噴射弁の動作を停止することで、安全性を確保することが可能である。例えば、燃料の噴射圧力が基準トルクに応じた目標値よりも高い状態にあり、実際の燃料噴射量が目標量を超過し、エンジンが基準トルクよりも大きなトルクを生じさせている場合に、実際トルクが許容トルクを上回ることでこの不具合を検知することができる。
【０００６】
しかし、噴射圧力の検出が正確でなかったり、噴射圧力に基づく実際トルクの演算過程に不具合が生じていたりして、実際トルクが本来よりも小さな値で算出された場合は、エンジンが許容トルクを上回るトルクを生じさせているにも拘らず、算出された実際トルクが依然として許容トルク未満の値を維持することで、このような不具合を検知することができない懸念がある。
【０００７】
そこで、本発明は、エンジンが実際に生じさせているトルクをより正確に算出することを可能とし、エンジンのより適切な制御に寄与することを目的とする。
【０００８】
本発明は、一形態において、エンジンの制御方法を提供する。
【０００９】
本発明の一形態に係る方法は、エンジンの目標トルクを設定し、設定された目標トルクをもとにエンジントルクを制御するエンジンの制御方法である。目標トルクよりも大きな許容トルクを設定し、エンジンの実際の運転状態を示す指標として、異なる複数の運転状態パラメータを検出し、実際のエンジントルクである実際トルクを、検出された複数の運転状態パラメータをもとに個別に算出し、算出された実際トルクのうち最も大きな値を最終的な実際トルクとして選択する。そして、選択された実際トルクと許容トルクとを比較し、実際トルクと許容トルクとの比較の結果に応じた制御信号を生成する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンの全体構成図である。
【図２】図２は、同上実施形態に係るエンジン制御の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図３】図３は、同上エンジン制御における異常トルク判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】図４は、同上エンジン制御における実際トルク演算処理の内容を示すフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、第１の実際トルクの演算に用いられるマップデータの傾向を示す説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第２の実際トルクの演算に用いられるマップデータの傾向を示す説明図である。
【図６】図６は、異常トルク判定に関する電子制御ユニットの動作を示す説明図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施形態に係るエンジン制御の流れを概略的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
（エンジンの全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン（以下、単に「エンジン」という）１の全体構成図である。
【００１３】
本実施形態において、エンジン１は、直噴エンジンであり、筒内に燃料を直接噴射可能に構成されている。エンジン１は、直噴エンジンに限らず、吸気通路４のポート部４ａに燃料を噴射するポート噴射エンジンであってもよい。図１は、便宜上１つの気筒のみを示すが、気筒数が１つに限定されず、複数であってもよいことは、いうまでもない。
【００１４】
エンジン１は、シリンダブロック１Ａおよびシリンダヘッド１Ｂによりその本体が形成され、シリンダブロック１Ａおよびシリンダヘッド１Ｂにより包囲された空間としてシリンダまたは気筒が形成される。
【００１５】
シリンダブロック１Ａには、ピストン２が気筒中心軸Ａｘに沿って上下に往復移動可能に挿入され、ピストン２は、コネクティングロッド３を介して図示しないクランクシャフトに連結されている。ピストン２の往復運動がコネクティングロッド３を通じてクランクシャフトに伝達され、クランクシャフトの回転運動に変換される。ピストン２の冠面２１には、キャビティが形成されており、吸気通路４のポート部（吸気ポート）４ａを通じて筒内に吸入された空気の円滑な流れがピストン冠面２１により阻害されるのを抑制しつつ、燃料噴射弁６により噴射された燃料をこのキャビティの壁面により案内し、点火プラグ７に向かわせる。
【００１６】
シリンダヘッド１Ｂには、ペントルーフ型の燃焼室Ｃｈを画定する下面が形成されている。シリンダヘッド１Ｂの下面とピストン２の冠面２１とにより包囲される空間として燃焼室Ｃｈが形成される。シリンダヘッド１Ｂには、燃焼室Ｃｈとエンジン１の外部とを連通する通路として、気筒中心軸Ａｘの一側に一対の吸気通路４が、他側に一対の排気通路５が形成されている。そして、吸気通路４のポート部（吸気ポート）４ａには、吸気弁８が配置され、排気通路５のポート部（排気ポート）５ａには、排気弁９が配置されている。エンジン１の外部から吸気通路４に取り込まれた空気が吸気弁８の開期間中に筒内に吸入され、燃焼後の排気が排気弁９の開期間中に排気通路５に排出される。
【００１７】
吸気通路４には、電制スロットル装置４１が設置されており、電制スロットル装置４１により、吸気通路４を介して筒内に吸入される空気の流量が制御される。電制スロットル装置４１は、弁体としてバタフライ弁を有し、その回転軸がアクチュエータ（以下「スロットルアクチュエータ」という）３０１に連結され、スロットルアクチュエータ３０１により、弁体の回転位置（以下「スロットル開度」という）が制御される。
【００１８】
シリンダヘッド１Ｂには、さらに、吸気ポート４ａおよび排気ポート５ａの間で、気筒中心軸Ａｘに沿って点火プラグ７が設置され、気筒中心軸Ａｘの一側において、一対の吸気ポート４ａ、４ａの間に燃料噴射弁６が配置されている。燃料噴射弁６は、図示しない燃料タンクに通じる燃料アキュムレータ（高圧燃料配管）３０２から燃料が供給され、筒内に燃料を直接噴射するように構成および配置されている。
【００１９】
排気通路５には、図示しない触媒コンバータが介装され、触媒コンバータには、排気浄化用の触媒が収容されている。本実施形態において、排気浄化装置は、三元触媒であり、排気通路５に排出された燃焼後の排気は、排気浄化触媒により窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）といった有害成分が浄化された後、大気中へ放出される。
【００２０】
（制御システムの構成）
エンジン１の運転は、電子制御ユニット１０１により制御される。電子制御ユニット１０１は、本実施形態に係る「エンジン制御ユニット」を構成するものであり、中央演算装置（ＣＰＵ）、ＲＡＭおよびＲＯＭ等の各種記憶装置、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータからなる。電子制御ユニット１０１へは、アクセルセンサ２０１、回転速度センサ２０２および冷却水温度センサ２０３の検出信号が入力されるほか、エアフローメータ２０４、スロットルセンサ２０５、燃料圧力センサ２０６および図示しない空燃比センサ等の検出信号が入力される。
【００２１】
アクセルセンサ２０１は、運転者によるアクセルペダルの操作量（以下「アクセル操作量」という）を検出する。アクセル操作量は、エンジン１に対して要求される負荷の指標となるものである。回転速度センサ２０２は、エンジン１の回転速度を検出する。回転速度センサ２０２として、クランク角センサを採用することが可能であり、クランク角センサにより単位クランク角毎に出力される信号（単位クランク角信号）または基準クランク角毎に出力される信号（基準クランク角信号）を単位時間当たりの回転数（例えば、１分当たりの回転数であり、以下、「エンジン回転数」という）に換算することで、回転速度を検出する。冷却水温度センサ２０３は、エンジン冷却水の温度を検出する。エンジン冷却水の温度に代えて、エンジン潤滑油の温度を採用してもよい。
【００２２】
エアフローメータ２０４は、吸気通路４の導入部に設置され、エンジン１に吸入される空気の流量（吸入空気量）を検出する。本実施形態において、エアフローメータ２０４は、熱線流量計により構成される。スロットルセンサ２０５は、電制スロットル装置４１の弁体の回転位置（スロットル開度）を検出する。本実施形態において、スロットルセンサ２０５は、ポテンショメータにより構成され、電制スロットル装置４１に組み付けられる。燃焼圧力センサ２０６は、高圧燃料配管２０６に設置され、燃料噴射弁６に供給される燃料の圧力を検出する。空燃比センサは、排気通路５に設置され、排気の空燃比を検出する。
【００２３】
電子制御ユニット１０１は、エンジン１の負荷、回転速度および冷却水温度等の運転状態に応じて目標トルク等、各種運転制御量が割り付けられたマップデータを保持する記憶装置（本実施形態では、ＲＯＭ）を有する。そして、エンジン１の実際の運転時において、エンジン１の運転状態をもとに記憶装置のマップデータを参照し、燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期等を設定する。
【００２４】
（エンジン制御の基本ルーチン）
電子制御ユニット１０１が実行する制御の内容について、フローチャートを参照して説明する。
【００２５】
図２は、本実施形態に係るエンジン制御の基本ルーチンの流れを概略的に示すフローチャートである。電子制御ユニット１０１は、図２に示す制御ルーチンを、エンジン１の暖機完了後、所定時間毎に実行する。
【００２６】
Ｓ１０１では、エンジン１の運転状態を示すパラメータとして、アクセル操作量ＡＰＯ、エンジン回転数Ｎｅ、冷却水温度Ｔｗおよび燃料圧力Ｐｆ等を読み込む。
【００２７】
Ｓ１０２では、異常トルク判定の結果として、後に述べる異常判定フラグＦｔｒｑを読み込み、その値が０であれば、Ｓ１０３へ進み、１であれば、Ｓ１０７へ進む。異常判定フラグＦｔｒｑは、エンジン１を搭載した車両の製造工場からの出荷または整備工場からの納車の時点で０に設定されており、図３に示す異常トルク判定処理により、実際トルクＴａｃｔと許容トルクＴｌｉｍとの比較の結果に応じて０に維持されるか、１に変更される。異常判定フラグＦｔｒｑは、０から１に変更された場合に、エンジン１の停止後も１に保持され、整備工場での必要な修理を終えた時点で０に書き換えられる。
【００２８】
Ｓ１０３では、アクセル操作量ＡＰＯおよびエンジン回転数Ｎｅをもとにエンジン１の目標トルクＴｔｒｇを演算する。目標トルクＴｔｒｇの演算は、アクセル操作量ＡＰＯおよびエンジン回転数Ｎｅに応じて目標トルクＴｔｒｇを割り付けたマップデータを参照することにより実行する。
【００２９】
Ｓ１０４では、目標トルクＴｔｒｇに応じた吸入空気量の目標値（目標吸入空気量）Ｑａ＿ｔを演算する。目標吸入空気量Ｑａ＿ｔは、目標トルクＴｔｒｇが増大するほど大きな値に設定される。
【００３０】
Ｓ１０５では、目標吸入空気量Ｑａ＿ｔおよびエンジン回転数Ｎｅをもとにスロットル開度の目標値（目標スロットル開度）ＴＶＯ＿ｔを演算する。目標スロットル開度ＴＶＯ＿ｔの演算は、目標吸入空気量Ｑａ＿ｔに応じた目標スロットル開度ＴＶＯ＿ｔをエンジン回転数Ｎｅ毎に割り付けたマップデータを参照することにより実行する。電子制御ユニット１０１は、目標スロットル開度ＴＶＯ＿ｔに応じた駆動信号を設定し、電制スロットル装置４１に出力する。
【００３１】
Ｓ１０６では、目標吸入空気量Ｑａ＿ｔに応じた燃料噴射量の目標値（目標燃料噴射量）Ｑｆ＿ｔを演算する。目標燃料噴射量Ｑｆ＿ｔは、目標吸入空気量Ｑａ＿ｔが増大するほど大きな値に設定される。このようにして求められた目標燃料噴射量Ｑｆ＿ｔに対し、冷却水温度Ｔｗ等に応じた補正が施され、最終的な目標燃料噴射量Ｑｆ＿ｔが算出される。電子制御ユニット１０１は、目標燃料噴射量Ｑｆ＿ｔおよび燃料圧力Ｐｆに応じた駆動信号を設定し、燃料噴射弁６に出力する。本実施形態では、目標燃料噴射量Ｑｆ＿ｔを目標吸入空気量Ｑａ＿ｔに対する当量に設定するが、エンジン１の運転領域に応じて目標空燃比を切り換える場合は、目標燃料噴射量Ｑｆ＿ｔの演算に際して目標空燃比を考慮することができる。
【００３２】
Ｓ１０７および１０８では、アクセル操作量ＡＰＯまたは目標トルクＴｔｒｇに基づくエンジン制御を禁止し、エンジン１の作動を制限する。換言すれば、エンジン１が生じさせるトルクを、アクセル操作量ＡＰＯに応じた目標トルクＴｔｒｇよりも小さな値に制限する。
【００３３】
Ｓ１０７では、電制スロットル装置４１のスロットル開度ＴＶＯを、アクセル操作量ＡＰＯに応じた目標スロットル開度ＴＶＯ＿ｔよりも小さな制限スロットル開度ＴＶＯ＿ｅに設定する。本実施形態において、制限スロットル開度ＴＶＯ＿ｅは、当該車両の整備工場へ向かう低速走行または退避走行を許容するのに足りるだけの固定値または演算値である。一例として、時速３０ｋｍを上限とした退避走行を可能とするだけの固定値を挙げることができる。退避走行中の円滑な停車および発進を可能とするため、制限スロットル開度ＴＶＯ＿ｅを演算値とし、車速が時速３０ｋｍを超えない範囲でこれを変化させるようにしてもよい。電子制御ユニット１０１は、電制スロットル装置４１に対して制限指令信号を出力する。そして、電制スロットル装置４１は、電子制御ユニット１０１からの制限指令信号を受け、スロットルアクチュエータ３０１により、弁体を制限スロットル開度ＴＶＯ＿ｅに相当する回転位置に駆動する。ここで、「制限指令信号」は、エンジン１の作動を制限するために生成される「制御信号」に相当する。
【００３４】
Ｓ１０８では、燃料噴射量Ｑｆを、アクセル操作量ＡＰＯに応じた目標燃料噴射量Ｑｆ＿ｔよりも少ない制限燃料噴射量Ｑｆ＿ｅに設定し、当該車両の時速３０ｋｍを超える車速での走行を禁止する。
【００３５】
本実施形態において、異常トルク判定処理により異常判定フラグＦｔｒｑが１に変更された場合、換言すれば、Ｓ１０２に示す判定ステップで異常判定フラグＦｔｒｑが１と判定された場合は、Ｓ１０７および１０８に示す処理によりエンジン１の作動を制限する一方、異常トルク判定処理（実際トルクＴａｃｔの演算を含む）を停止し、異常判定フラグＦｔｒｑを１に維持する。
【００３６】
（異常トルク判定ルーチン）
図３は、本実施形態に係るエンジン制御の異常トルク判定ルーチンの流れを示すフローチャートである。電子制御ユニット１０１は、図３に示す制御ルーチンを、エンジン１の暖機完了後、所定時間毎に実行する。
【００３７】
Ｓ２０１では、アクセル操作量ＡＰＯおよびエンジン回転数Ｎｅを読み込む。
【００３８】
Ｓ２０２では、読み込んだアクセル操作量ＡＰＯ等をもとに、エンジントルクを監視するための許容トルクＴｌｍｔを演算する。許容トルクＴｌｍｔは、目標トルクＴｔｒｇよりも大きな値に設定される。本実施形態において、許容トルクＴｌｍｔは、アクセル操作量ＡＰＯおよびエンジン回転数Ｎｅに応じて許容トルクＴｌｍｔを割り付けたマップデータを参照することにより算出される。許容トルクＴｌｍｔを演算するためのマップデータは、目標トルクＴｔｒｇの演算のためのマップデータとは個別に設定され、電子制御ユニット１０１の記憶装置（例えば、ＲＯＭ）に記憶される。許容トルクＴｌｍｔは、マップデータにおいて、アクセル操作量ＡＰＯ等に対して目標トルクＴｔｒｇと同様な増減傾向を示すように設定され、本実施形態では、目標トルクＴｔｒｇよりも所定トルクΔＴだけ大きな値となるように設定される。
【００３９】
Ｓ２０３では、エンジン１の運転状態を示すパラメータとして、吸入空気量Ｑａ、スロットル開度ＴＶＯおよびエンジン回転数Ｎｅを読み込む。ここで、吸入空気量Ｑａは、エンジン１の実際の運転状態を指標する「第１の運転状態パラメータ」に相当し、スロットル開度ＴＶＯは、「第２の運転状態パラメータ」に相当する。
【００４０】
Ｓ２０４では、エンジン１が実際に生じさせているトルクを、実際トルクＴａｃｔとして演算する。実際トルクＴａｃｔの演算は、後に図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４１】
Ｓ２０５では、実際トルクＴａｃｔが許容トルクＴｌｍｔ以下であるか否かを判定する。実際トルクＴａｃｔが許容トルクＴｌｍｔ以下である場合は、Ｓ２０６へ進み、許容トルクＴｌｍｔを上回る場合は、Ｓ２０７へ進む。
【００４２】
Ｓ２０６では、エンジントルクが許容トルクＴｌｍｔ以下に抑えられており、エンジン制御が正常に実施されているとして、異常判定フラグＦｔｒｑを０に維持するとともに、カウンタの値ｎを０に設定する（ｎ＝０）。
【００４３】
Ｓ２０７では、カウンタの値ｎに１を加算する（ｎ＝ｎ＋１）。
【００４４】
Ｓ２０８では、加算後のカウンタの値ｎが所定値ＳＬｎに達したか否かを判定する。カウンタの値ｎが所定値ＳＬｎに達した場合は、Ｓ２０９へ進み、達していない場合は、この制御ルーチンを終了する。
【００４５】
Ｓ２０９では、エンジン１が過度に大きなトルクを生じさせており、エンジン制御に何らかの不具合が生じたものとして、異常判定フラグＦｔｒｑを１に変更する。このように、本実施形態では、実際トルクＴａｃｔが許容トルクＴｌｍｔを上回っており（Ｓ２０５）、エンジントルクが過大であるとの判定が所定値ＳＬｎにより定められる回数だけ連続して繰り返された場合に、エンジン制御に不具合が生じたものと判断するのである。これにより、過渡運転時に不具合の発生が判断され、エンジン１の作動が制限されるのを回避することができる。
【００４６】
図４は、図３に示す制御ルーチンのＳ２０４で実行される実際トルク演算処理の内容を示すフローチャートである。
【００４７】
Ｓ３０１では、吸入空気量Ｑａをもとに第１の実際トルクＴａｃｔ１を演算する。本実施形態において、第１の実際トルクＴａｃｔ１の演算は、吸入空気量Ｑａに応じて第１の実際トルクＴａｃｔ１を割り付けた、図５Ａに示す傾向を有するマップデータを参照することにより実行する。第１の実際トルクＴａｃｔ１は、吸入空気量Ｑａが増大するほど大きな値として算出される。
【００４８】
Ｓ３０２では、スロットル開度ＴＶＯおよびエンジン回転数Ｎｅをもとに第２の実際トルクＴａｃｔ２を演算する。第２の実際トルクＴａｃｔ２の演算は、スロットル開度ＴＶＯに応じた第２の実際トルクＴａｃｔ２をエンジン回転数Ｎｅ毎に割り付けた、図５Ｂに示す傾向を有するマップデータを参照することにより実行する。第２の実際トルクＴａｃｔ２は、スロットル開度ＴＶＯが増大するほど大きな値として算出されるが、スロットル開度ＴＶＯに対する第２の実際トルクＴａｃｔ２の変化の傾向は、エンジン回転数Ｎｅに応じて相違する。
【００４９】
本実施形態では、スロットル開度ＴＶＯおよびエンジン回転数Ｎｅをもとに算出される第２の実際トルクＴａｃｔ２に１よりも小さな所定値αを乗じ、この乗算値（＝Ｔａｃｔ２×α）を最終的な第２の実際トルクＴａｃｔ２とする。これは、第１の実際トルクＴａｃｔ１が、吸入空気量Ｑａに基づくことでより実測値に近い性質を有すると考えられることから、通常は、次に述べる比較において、この第１の実際トルクＴａｃｔ１が最終的な実際トルクＴａｃｔとして選択されるようにするためである。ただし、第２の実際トルクＴａｃｔ２の演算に大気圧を反映させるなどして、第２の実際トルクＴａｃｔ２の精度を充分に確保し得る場合は、精度に応じて所定値αを増大させることが可能であり、所定値αを１としてもよい。
【００５０】
Ｓ３０３では、第１の実際トルクＴａｃｔ１が第２の実際トルクＴａｃｔ２以上であるか否かを判定する。第１の実際トルクＴａｃｔ１が第２の実際トルクＴａｃｔ２以上である場合は、Ｓ３０４へ進み、第２の実際トルクＴａｃｔ２未満である場合は、Ｓ３０５へ進む。
【００５１】
Ｓ３０４では、第１の実際トルクＴａｃｔ１を最終的な実際トルクＴａｃｔとして選択する（Ｔａｃｔ＝Ｔａｃｔ１）。
【００５２】
Ｓ３０５では、第２の実際トルクＴａｃｔ２を最終的な実際トルクＴａｃｔとして選択する（Ｔａｃｔ＝Ｔａｃｔ２）。
【００５３】
本実施形態において、電子制御ユニット１０１は、「エンジン制御ユニット」を構成する。そして、エアフローメータ２０４が「第１の運転状態センサ」を、スロットルセンサ２０５が「第２の運転状態センサ」を夫々構成する。
【００５４】
電子制御ユニット１０１は、図２のフローチャートのＳ１０３の処理により「目標トルク設定部」としての機能を実現し、Ｓ１０４〜１０６の処理により「エンジントルク制御部」としての機能を実現し、図３のフローチャートのＳ２０２の処理により「許容トルク設定部」としての機能を実現し、図４のフローチャートのＳ３０１および３０２の処理により「実際トルク演算部」としての機能を実現し、Ｓ３０３〜３０５の処理により「実際トルク選択部」としての機能を実現し、図３のフローチャートのＳ２０５の処理により「トルク比較部」としての機能を実現し、図２のフローチャートのＳ１０７の処理により「制御信号出力部」としての機能を実現する。
【００５５】
（タイムチャートによる説明）
図６は、異常トルク判定に関する電子制御ユニット１０１の動作を示す説明図である。
【００５６】
電子制御ユニット１０１は、アクセル操作量ＡＰＯおよびエンジン回転数Ｎｅをもとにエンジン１の目標トルクＴｔｒｇを演算し、目標トルクＴｔｒｇを実現するように、電制スロットル装置４１および燃料噴射弁６の動作を制御する。よって、これらのエンジン制御部品が正常に動作し、エンジン制御が正常に実施されていれば、エンジントルクＴＲＱは、目標トルクＴｔｒｇ（二点鎖線で示す）を追従するように変化する。
【００５７】
ここで、エンジントルクの監視のため、目標トルクＴｔｒｇよりも大きな許容トルクＴｌｍｔ（一点鎖線で示す）を設定するとともに、エンジン１が実際に生じさせているトルクを実際トルクＴａｃｔとして演算し、許容トルクＴｌｍｔを上回る実際トルクＴａｃｔが算出された場合に、エンジン制御に何らかの不具合があるとして、エンジン１の作動を制限する。例えば、電制スロットル装置４１の動作に不具合があり、電制スロットル装置４１が目標スロットル開度ＴＶＯ＿ｔよりも大きく開いた場合に、実際トルクＴａｃｔが許容トルクＴｌｍｔを上回ることで、電制スロットル装置４１に生じた不具合を検知し、エンジン１の作動を制限することができる。
【００５８】
しかし、電制スロットル装置４１の誤作動に加え、実際トルクＴａｃｔの演算過程にも不具合が生じた場合は、電制スロットル装置４１の誤作動により許容トルクＴｌｍｔを上回るエンジントルクが生じているにも拘らず、実際トルクＴａｃｔが本来よりも小さな値で算出され、許容トルクＴｌｍｔ未満の値を維持することで、電制スロットル装置４１に生じた不具合を検知することができない。
【００５９】
例えば、吸入空気量Ｑａの検出自体は正常であるものの、吸入空気量Ｑａに基づく実際トルクＴａｃｔの演算過程に不具合があり、実際トルクＴａｃｔが本来よりも小さな値で算出される場合を想定する。この場合に、電制スロットル装置４１が目標スロットル開度ＴＶＯ＿ｔよりも大きく開き、許容トルクＴｌｍｔを超えるエンジントルクが生じたとしても、実際トルクＴａｃｔが本来よりも小さな値で算出され、許容トルクＴｌｍｔ未満の値を維持することで、電制スロットル装置４１に生じた不具合を検知することができないのである。
【００６０】
さらに、不具合が実際トルクＴａｃｔの演算過程だけでなく、目標トルクＴｔｒｇの演算過程にも生じ、目標トルクＴｔｒｇが何らかの原因（例えば、誤演算）により本来よりも大きな値で算出される場合を想定する。この場合に、目標トルクＴｔｒｇに基づく制御の結果、許容トルクＴｌｍｔを超えるエンジントルクが生じたとしても、実際トルクＴａｃｔが本来よりも小さな値で算出され、許容トルクＴｌｍｔ未満の値を維持することで、目標トルクＴｔｒｇの演算過程における不具合（目標トルクＴｔｒｇの誤演算）を検知することができない。
【００６１】
これに対し、本実施形態では、エンジン１の運転状態パラメータとして、吸入空気量Ｑａを検出するとともに、スロットル開度ＴＶＯを検出し、吸入空気量Ｑａをもとに第１の実際トルクＴａｃｔ１を算出し、スロットル開度ＴＶＯ（およびエンジン回転数Ｎｅ）をもとに第２の実際トルクＴａｃｔ２を算出する。そして、第１および第２の実際トルクＴａｃｔ１、Ｔａｃｔ２のうち大きな値を有する方を、最終的な実際トルクＴａｃｔとして選択する。そして、最終的な実際トルクＴａｃｔが許容トルクＴｌｍｔを上回る場合に、エンジン制御に不具合が生じたものと判断し、異常判定フラグＦｔｒｑを１に変更し、エンジン１の作動を制限する。
【００６２】
図６は、実際のエンジントルクＴＲＱが時刻ｔ０に目標トルクＴｔｒｇから乖離して増大し、時刻ｔ３に許容トルクＴｌｍｔを上回る場合の、異常トルク判定処理に関する電子制御ユニット１０１の動作を示している。エンジントルクＴＲＱの乖離の原因として、目標トルクＴｔｒｇの誤演算および電制スロットル装置４１の誤作動が挙げられる。換言すれば、目標トルクＴｔｒｇの誤演算および電制スロットル装置４１の誤作動は、本実施形態で想定されるエンジン制御の不具合である。
【００６３】
第１の実際トルクＴａｃｔ１の演算過程に不具合がなく、第１の実際トルクＴａｃｔ１が正常に算出されるのであれば、第１の実際トルクＴａｃｔ１は、エンジントルクＴＲＱに追従して変化し、エンジントルクＴＲＱと同じく時刻ｔ３に許容トルクＴｌｍｔを上回ることになる。これにより、エンジン制御の不具合を検知することができる。第１の実際トルクＴａｃｔ１を演算する際の基礎とする吸入空気量Ｑａは、実際のエンジントルクＴＲＱをより正確に指標するものであることから、第１の実際トルクＴａｃｔ１によりエンジントルクＴＲＱを正確に把握し、不具合を的確に検知することが可能である。これに対し、時刻ｔ１に第１の実際トルクＴａｃｔ１の演算過程に不具合が生じて、第１の実際トルクＴａｃｔ１が本来（エンジントルクＴＲＱ）よりも小さな値で算出され、時刻ｔ３以降も許容トルクＴｌｍｔ未満の値を維持する場合は、不具合を検知することができない。
【００６４】
本実施形態では、第１の実際トルクＴａｃｔ１の演算過程に不具合が生じた後の時刻ｔ２に第２の実際トルクＴａｃｔ２が第１の実際トルクＴａｃｔ１を上回ることで、時刻ｔ２よりも前では、実際トルクＴａｃｔとして第１の実際トルクＴａｃｔ１が選択され、時刻ｔ２以降では、実際トルクＴａｃｔとして第２の実際トルクＴａｃｔ２が選択される。
【００６５】
このように、第１および第２の実際トルクＴａｃｔ１、Ｔａｃｔ２のうち大きい値を有する方を最終的な実際トルクＴａｃｔとして選択することとしたので、第２の実際トルクＴａｃｔ２が第１の実際トルクＴａｃｔ１を上回る時刻ｔ２以降において、実際トルクＴａｃｔとして第２の実際トルクＴａｃｔ２が選択される。
【００６６】
そして、第２の実際トルクＴａｃｔ２は、吸入空気量Ｑａとは異なる運転状態パラメータであるスロットル開度ＴＶＯから求められるものであり、図６に示す例では、最終的な実際トルクＴａｃｔとして選択された後の時刻ｔ４に許容トルクＴｌｍｔを上回ることになる。よって、本実施形態では、第１の実際トルクＴａｃｔ１の演算過程に不具合が生じ、第１の実際トルクＴａｃｔ１によっては的確にエンジントルクを監視することができないとしても、第２の実際トルクＴａｃｔ２により許容トルクＴｌｍｔを超えるエンジントルクの増大を検知し、エンジン制御の不具合を検知することができる。
【００６７】
（作用効果の説明）
以上がエンジン制御の内容であり、以下、本実施形態により得られる効果をまとめる。
【００６８】
本実施形態では、エンジン１の目標トルクＴｔｒｇを設定し、目標トルクＴｔｒｇをもとにエンジントルクを制御する一方、エンジン１の実際の運転状態を示す指標として、異なる複数の運転状態パラメータ（吸入空気量Ｑａ、スロットル開度ＴＶＯ）を検出し、これら複数の運転状態パラメータから個別に求められた実際トルクＴａｃｔ１、Ｔａｃｔ２のうち最も大きな値を最終的な実際トルクＴａｃｔとして選択することとした。そして、エンジントルクの監視のため、目標トルクＴｔｒｇよりも大きな許容トルクＴｌｍｔを設定し、実際トルクＴａｃｔをこの許容トルクＴｌｍｔと比較し、実際トルクＴａｃｔが許容トルクＴｌｍｔを上回る場合に、エンジン１の作動を制限することとした。
【００６９】
このように、異なる複数の運転状態パラメータから個別に求められる実際トルクのうち最も大きな値を最終的な実際トルクＴａｃｔとして選択することで、実際トルクの演算過程に生じた不具合により、第１および第２の実際トルクＴａｃｔ１、Ｔａｃｔ２のうちいずれか一方が本来よりも小さな値で算出されたとしても、他方の実際トルクを最終的な実際トルクとして選択することで、正確なエンジントルクの把握を可能とし、エンジン１の作動を適切に制限することができる。
【００７０】
さらに、本実施形態では、目標トルクＴｔｒｇおよび許容トルクＴｌｍｔを、アクセル操作量ＡＰＯに基づく個別の演算により設定することとしたので、目標トルクＴｔｒｇの演算過程に不具合が生じたことによりエンジントルクが増大した場合に、この不具合を検知することが可能である。
【００７１】
例えば、目標トルクＴｔｒｇの演算過程に不具合があり、目標スロットル開度ＴＶＯ＿ｔが本来よりも大きな値に設定され、電制スロットル装置４１が本来よりも大きく開いた場合に、実際トルクＴａｃｔが本来よりも小さな値で算出されることで、許容トルクＴｌｍｔを超えるエンジントルクが生じているにも拘らず、実際トルクＴａｃｔが依然として許容トルクＴｌｍｔ未満の値を維持することで、不具合が看過されるのを防止することができる。
【００７２】
そして、不具合の検知に対してエンジン１の作動を制限することで、エンジン１が過大なトルクを生じさせ続けるのを回避することができる。
【００７３】
（他の実施形態の説明）
先に述べた実施形態では、エンジントルクの監視に用いる許容トルクＴｌｍｔを、アクセル操作量ＡＰＯに基づき、目標トルクＴｔｒｇとは個別の演算により設定した。しかし、許容トルクＴｌｍｔは、これに限らず、目標トルクＴｔｒｇをもとに演算してもよい。
【００７４】
図７は、この場合の制御として、本発明の他の実施形態に係るエンジン制御の基本ルーチンの流れを示している。電子制御ユニット１０１は、図７に示す制御ルーチンを、エンジン１の暖機完了後、所定時間毎に実行する。
【００７５】
図３に示す制御ルーチンとの違いのみを説明すると、Ｓ４０１では、目標トルクＴｔｒｇを読み込む。
【００７６】
Ｓ４０２では、目標トルクＴｔｒｇをもとに許容トルクＴｌｍｔを演算する。本実施形態において、許容トルクＴｌｍｔは、目標トルクＴｔｒｇに所定トルクΔＴを加算した値に設定する（Ｔｔｒｇ＝Ｔｌｍｔ＋ΔＴ）。
【００７７】
許容トルクＴｌｍｔは、目標トルクＴｔｒｇに所定トルクΔＴを加算することに限らず、目標トルクＴｔｒｇに１よりも大きな所定値βを乗算することで求めることも可能である（Ｔｌｍｔ＝Ｔｔｒｇ×β）。
【００７８】
このように、許容トルクＴｌｍｔを、目標トルクＴｔｒｇに所定トルクΔＴを加算しまたは所定値βを乗算した値に設定することで、許容トルクＴｌｍｔの設定をより簡単に行うことができる。
【００７９】
Ｓ２０３〜２０９で実行される処理は、図３に示すフローチャートのＳ２０３〜２０９で実行されるのと同様である。
【００８０】
以上の説明では、実際トルクＴａｃｔが許容トルクＴｌｍｔを上回る場合に、エンジン１の作動を制限することとしたが、このような制限に加えまたはこれに代えて、エンジン制御における不具合の発生を記録したり、運転者に対してこれを報知したりしてもよい。例えば、電子制御ユニット１０１の記憶装置に特別の領域を確保し、異常トルク判定処理の結果、異常判定フラグＦｔｒｑが１に変更された場合に、当該判定の結果を上記特別な記憶領域に記録する。さらに、運転者に対する報知は、警報または警告灯等により行うことが可能である。電子制御ユニット１０１から警報または警告灯等に出力される信号は、運転者に異常状態の発生を報知するために生成される「制御信号」に相当する。運転者に対して不具合の認識を促すことで、エンジン１の適切な維持および管理を促進することができる。
【００８１】
実際トルクＴａｃｔの演算に用いる運転状態パラメータは、吸入空気量Ｑａおよびスロットル開度ＴＶＯに限らず、互いに相関する特性を有するものであればよい。例えば、第１の運転状態センサとして吸気圧センサを採用し、第２の運転状態センサとしてスロットルセンサを採用することで、第１の運転状態パラメータとして吸気圧を、第２の運転状態パラメータとしてスロットル開度を採用することもできる。
【００８２】
さらに、以上の説明では、実際トルクＴａｃｔ（第１の実際トルクＴａｃｔ１）が本来よりも小さな値で算出される原因、換言すれば、実際トルクの演算過程における不具合として、実際トルクの誤演算を例示したが、これに限らず、例えば、エアフローメータ２０４に誤作動があり、吸入空気量Ｑａが誤って検出された場合についても同様に制御を適用することが可能である。具体的には、吸入空気量Ｑａに誤検出があり、第１の実際トルクＴａｃｔ１が本来よりも小さな値で算出される場合に、第２の実際トルクＴａｃｔ２が第１の実際トルクＴａｃｔ１を上回ることで、第２の実際トルクＴａｃｔ２によりエンジントルクを監視し、エンジン１が過度に大きなトルクを生じさせていると判断される場合に、その作動を制限するのである。
【００８３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は、本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を、上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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