(57)【要約】【課題】所定のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を正確に求めることができる吸入空気量制御装置を提供する。【解決手段】本発明の吸入空気量制御装置は、機関吸気通路上に設けられたスロットル弁１８と、特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を検出する検出手段とを具備する。検出手段によって少なくとも二つの特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係が検出され、これら検出された関係に基づいて所定のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係が求められる。そして、機関運転状態に応じて目標吸入空気量を算出し、この目標吸入空気量になるように上述したように求められた関係に従ってスロットル開度を制御する。【選択図】      図１
2004257317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関吸気通路上に設けられたスロットル弁と、特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を検出する検出手段とを具備し、該検出手段によって少なくとも二つの特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を検出し、これら検出された関係に基づいて所定のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求め、該求められた関係に従って機関運転状態に応じた目標吸入空気量になるようにスロットル開度を制御する吸入空気量制御装置。
【請求項２】
上記所定のスロットル開度領域はスロットル開度全域である請求項１に記載の吸入空気量制御装置。
【請求項３】
上記特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の少なくとも一つは、スロットル開度が所定スロットル開度以下であって暖機後の機関アイドル運転時におけるスロットル開度よりも大きいとき、または吸入空気量が所定吸入空気量以下であって暖機後の機関アイドル運転時における吸入空気量よりも多いときに検出される請求項１または２に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項４】
上記特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係のうち一つは、暖機後の機関アイドル運転時に検出される請求項３に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項５】
上記暖機後の機関アイドル運転時には機関回転数が所定回転数になるようにスロットル開度が制御される請求項３または４に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項６】
上記特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の検出は、フューエルカット制御中に行われる請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項７】
内燃機関の排気ガスを浄化するための触媒をさらに具備し、上記特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の検出は、上記触媒の劣化を抑制するために内燃機関を搭載した車両の減速中であってもフューエルカット制御を行わない触媒劣化抑制制御中に行われる請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸入空気量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジン等の車載内燃機関では、機関運転状態を最適に維持するために、機関運転状態に基づいて吸気管を介して燃焼室内に吸入される空気の量の目標値（以下、「目標吸入空気量」と称す）が算出され、この目標吸入空気量になるように吸入空気量を調整するための弁（以下、「スロットル弁」と称す）の開度（以下、「スロットル開度」と称す）を調整している。この場合、応答性の問題等から、エアフロメータ等によって検出された吸入空気量に基づいて吸入空気量が目標吸入空気量になるようにスロットル開度を調整するのではなく、予め求められ且つ電子制御ユニット等に保存されているスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係に基づいて吸入空気量が目標吸入空気量になるようにスロットル開度を調整するようにしている。
【０００３】
ただし、スロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との実際の関係は常に一定ではなく、例えば、吸気管等に異物が付着・堆積したりすることによって変化する。したがって、電子制御ユニットに保存されているスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係も内燃機関の使用に応じて随時更新する必要がある。このように電子制御ユニットに保存されているスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を随時更新するような吸入空気量制御装置としては、例えば、暖機完了後の内燃機関のアイドル運転時（以下、「機関アイドル運転時」と称す）におけるスロットル開度（以下、「アイドル開度」と称す）と、機関アイドル運転時における吸入空気量（以下、「アイドル吸入空気量」と称す）とを検出し、検出されたアイドル開度とアイドル吸入空気量との関係に基づいてスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求めるようにしているものがある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２５７４９０号公報
【特許文献２】
特開平９−２６８９３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、吸気管等への異物の付着・堆積は様々な形態で行われ、よって例えアイドル開度とアイドル吸入空気量との関係が同じであったとしても、スロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係は異なることも多いため、アイドル開度とアイドル吸入空気量との関係からだけでは、スロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を正確に求めることができない。特に、アイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域では、スロットル弁周りへの異物の付着・堆積形態によって、特定のスロットル開度に対する吸入空気量が大きく変わるため、このスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量の関係を、アイドル開度とアイドル吸入空気量との関係に基づいて求めることは特に困難である。
【０００６】
そこで、上記問題に鑑みて、本発明の目的は、所定のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を正確に求めることができる吸入空気量制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明では、機関吸気通路上に設けられたスロットル弁と、特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を検出する検出手段とを具備し、該検出手段によって少なくとも二つの特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を検出し、これら検出された関係に基づいて所定のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求め、該求められた関係に従って機関運転状態に応じた目標吸入空気量になるようにスロットル開度を制御する。
従来では、一つの特定の状態におけるスロットル開度（特に、アイドル開度）と吸入空気量（特に、アイドル吸入空気量）との関係のみに基づいて所定のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求めていたのに対して、第１の発明によれば、少なくとも二つの特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係に基づいて、所定のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求めているため、より正確にスロットル開度と吸入空気量との関係を求めることができる。なお、本明細書中において、「特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係」とは、或るスロットル開度におけるスロットル開度と吸入空気量との関係、または或る吸入空気量におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を意味し、「所定のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係」とは、所定のスロットル開度領域内においてスロットル開度を変更した場合におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の推移を意味する。
【０００８】
第２の発明では、第１の発明において、所定のスロットル開度領域はスロットル開度全域である。
第３の発明では、第１または第２の発明において、上記特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の少なくとも一つは、スロットル開度が所定スロットル開度以下であって暖機後（暖機完了後）の機関アイドル運転時におけるスロットル開度よりも大きいとき、または吸入空気量が所定吸入空気量以下であって暖機後の機関アイドル運転時における吸入空気量よりも多いときに検出される。
上述したように、アイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域、すなわちアイドル吸入空気量よりも僅かに多い吸入空気量領域では、スロットル弁周りへの異物の付着・堆積形態によって、特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係が大きく変わる。したがって、特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の検出が最も必要なのはアイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域（すなわちアイドル吸入空気量よりも僅かに多い吸入空気量領域）であり、このスロットル開度領域（または吸入空気量領域）における特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の検出を行えば、所定のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を正確に求めることができる。ここで、第３の発明によれば、アイドル開度よりも大きく且つ所定スロットル開度以下である少なくとも一つの特定のスロットル開度と吸入空気量との関係、またはアイドル吸入空気量よりも多く且つ所定吸入空気量以下である少なくとも一つの特定の吸入空気量とスロットル開度との関係が検出されるため、特に、アイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度と吸入空気量との関係、またはアイドル吸入空気量よりも僅かに多い吸入空気量とスロットル開度との関係が検出されるため、アイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域、またはアイドル吸入空気量よりも僅かに多い吸入空気量領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係をより正確に求めることができる。なお、アイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域とは、例えば、暖機中の内燃機関のアイドル運転時に必要とされるようなスロットル開度領域であり、アイドル吸入空気量よりも僅かに多い吸入空気量領域とは、例えば、暖機中の内燃機関のアイドル運転時に必要とされるような吸入空気量領域である。また、以下ではアイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域に関してのみ説明するが、アイドル吸入空気量よりも僅かに多い吸入空気量領域に関しても同様である。
【０００９】
第４の発明では、第３の発明において、上記特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係のうち一つは、暖機後の機関アイドル運転時に検出される。
一般に、アイドル開度とアイドル吸入空気量との関係からはアイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域以外のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を正確に求めることができる。また、上述したようにアイドル開度よりも僅かに大きい特定のスロットル開度と吸入空気量との関係からは、アイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を正確に求めることができる。第４の発明によれば、アイドル開度とアイドル吸入空気量との関係の検出と、アイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の検出とが行われるため、スロットル開度全域においてスロットル開度と吸入空気量との関係を正確に求めることができる。
【００１０】
第５の発明では、第３または第４の発明において、上記暖機後の機関アイドル運転時には機関回転数が所定回転数になるようにスロットル開度が制御される。
第５の発明によれば、機後の機関アイドル運転時には機関回転数が所定回転数になるようなスロットル開度の制御、すなわちアイドルスピードコントロール制御（以下、「ＩＳＣ制御」と称す）が行われる。ＩＳＣ制御中には機関回転数が所定回転数に維持されるため、吸入空気量もほぼ一定に維持される。したがって、ＩＳＣ制御中にスロットル開度を検出することで、アイドル開度とアイドル吸入空気量との関係を検出することができる。
【００１１】
第６の発明では、第１〜第５のいずれか一つの発明において、上記特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の検出は、フューエルカット制御中に行われる。
特定のスロットル開度におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を検出するときには、検出のためにスロットル開度を上記特定のスロットル開度に調整しなければならない。このような調整を通常の内燃機関の運転中に行うと、スロットル開度が変わることにより機関回転数が急激に上昇したり下降したりしてしまい、機関運転状態がユーザの意図しないものとなってしまう。ただし、機関運転中であっても、内燃機関に吸入される空気中に燃料が噴射されない場合には、スロットル開度が変わっても機関運転状態への影響は小さい。第６の発明によれば、フューエルカット制御中に検出が行われるため、検出による機関運転状態への影響を最小限に抑えることができる。
なお、フューエルカット制御とは内燃機関の全行程に亘って燃料を燃料噴射弁から噴射しない制御、あるいは内燃機関の駆動に寄与するような燃料を燃料噴射弁から噴射しない制御を意味する。
【００１２】
第７の発明では、第１〜第５のいずれか１項の発明において、内燃機関の排気ガスを浄化するための触媒をさらに具備し、上記特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の検出は、上記触媒の劣化を抑制するために内燃機関を搭載した車両の減速中であってもフューエルカット制御を行わない触媒劣化抑制制御中に行われる。
第７の発明によれば、第６の発明と同様に、触媒劣化抑制制御中に検出が行われることによって検出による機関運転状態への影響を最小限に抑えることができる。なお、触媒劣化抑制制御とは、通常内燃機関を搭載した車両の減速中にはフューエルカット制御を行って燃料の噴射を停止するのに対して、このような減速中であってもフューエルカット制御を行わずにスロットル弁をアイドル開度よりも僅かに大きい開度にして燃料を僅かに噴射する制御である。この触媒劣化抑制制御は、例えば触媒床温が非常に高い場合等に行われ、触媒にリーン度合いの高い排気ガスが流入して触媒の劣化を促進してしまうのを防止する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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。図１に概略的に示した機関本体１は筒内噴射型火花点火式内燃機関を示す。しかしながら、本発明を別の火花点火式内燃機関や圧縮着火式内燃機関に適用してもよい。
【００１４】
図１に示したように、本発明の第一の実施例では機関本体１はシリンダブロック２と、シリンダブロック２内で往復動するピストン３と、シリンダブロック２上に固定されたシリンダヘッド４とを具備する。ピストン３とシリンダヘッド４との間には燃焼室５が形成される。シリンダヘッド４には各気筒毎に吸気弁６と、吸気ポート７と、排気弁８と、排気ポート９とが配置される。さらに、図１に示したようにシリンダヘッド４の内壁面の中央部には点火プラグ１０が配置され、シリンダヘッド４内壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置される。またピストン３の頂面には燃料噴射弁１１の下方から点火プラグ１０の下方まで延びるキャビティ１２が形成されている。
【００１５】
各気筒の吸気ポート７はそれぞれ対応する吸気枝管１３を介してサージタンク１４に連結され、サージタンク１４は吸気ダクト１５およびエアフロメータ１６を介してエアクリーナ（図示せず）に連結される。なお、吸気ポート７、吸気枝管１３、サージタンク１４、吸気ダクト１５等、空気を燃焼室に吸入させるための吸気通路を形成する吸気管として総称する。吸気ダクト１５内にはステップモータ１７によって駆動されるスロットル弁１８が配置され、スロットル弁１８にはスロットルポジションセンサ１９が取付けられる。また、サージタンク１４には吸気圧センサ２０が取付けられる。一方、各気筒の排気ポート９は排気マニホルド２１に連結され、この排気マニホルド２１は排気浄化触媒２２を内蔵したケーシング２３に連結される。排気マニホルド２１とサージタンク１４とは再循環排気ガス（以下、ＥＧＲガスと称す）導管２４を介して互いに連結され、このＥＧＲガス導管２４内にはＥＧＲガス制御弁２５が配置される。
【００１６】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス３２を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３４、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３５、入力ポート３６および出力ポート３７を具備する。エアフロメータ１６は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、また、スロットルポジションセンサはスロットル弁の開度（以下、「スロットル開度」と称す）に比例した出力電圧を発生し、これら出力電圧が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。さらに、吸気圧センサ２０はサージタンク１４内の圧力に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。
【００１７】
また、アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。クランク角センサ４２は例えばクランクシャフトが３０度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート３６に入力される。また、車速センサ４３は内燃機関を搭載した車両の速度に応じた出力電圧を発生し、この出力電圧もＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。ＣＰＵ３５ではこのクランク角センサ４２の出力パルスから機関回転数が計算される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路３９を介して点火プラグ１０、燃料噴射弁１１、ステップモータ１７およびＥＧＲガス制御弁２５に接続される。
【００１８】
ところで、一般に、自動車用エンジン等の車載内燃機関では、機関運転状態を最適に維持するために、吸気管を介して燃焼室５内に吸入される空気の量の目標値（以下、「目標吸入空気量」と称す）を機関運転状態に基づいて算出し、この目標吸入空気量になるようにスロットル弁（吸入空気量を調整するための弁）１８の開度（以下、「スロットル開度」と称す）を調整している。この場合、フィードバック制御によりエアフロメータ１６等によって検出された吸入空気量に基づいて目標吸入空気量になるようにスロットル開度を調整すると、エアフロメータ１６およびスロットル弁１８の応答性の問題から吸入空気量を迅速に目標空気量に調整するのが困難であり、また例えば内燃機関の冷間始動時等においては吸入空気量等がスロットル開度に無関係に不安定に変動してしまうため、このようにスロットル開度を調整するとスロットル開度が安定しない。そこで、従来では、スロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を予め算出してＥＣＵのＲＯＭに保存し、機関運転中に、ＲＯＭに保存されたスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係に基づいて吸入空気量が目標吸入空気量になるようなスロットル開度へスロットル弁を制御している。
【００１９】
ただし、スロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との実際の関係は常に一定ではなく、例えば、吸気管、スロットル弁のような吸気管内に配置された装置等（以下、「吸気管等」と称す）に異物が付着・堆積したりすることによって変化する。したがって、ＥＣＵのＲＯＭに保存されているスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を吸気管等への異物の付着・堆積に応じて随時更新する必要がある。そこで、従来では、特定の吸入空気量になるようにスロットル開度を調整してこのときのスロットル開度を検出し、これにより特定の吸入空気量とスロットル開度との関係を検出し、検出した関係からスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求めるようにしている。
【００２０】
より詳細には、従来（例えば特開平２０００−２５７４９０号公報）では、暖機完了後の内燃機関のアイドル運転（以下、「機関アイドル運転時」と称す）時に、機関回転数が一定の回転数となるようにスロットル開度を調整するアイドルスピードコントロール制御（以下、「ＩＳＣ制御」と称す）が行われる。ＩＳＣ制御が行われている場合には、機関回転数が常に一定の回転数（以下、「アイドル回転数」と称す）に維持されるため、基本的には吸入空気量もほぼ一定の吸入空気量（以下、「アイドル吸入空気量」と称す）に維持される。したがって、暖機完了後の機関アイドル運転時におけるスロットル開度（以下、「アイドル開度」と称す）を検出すると、アイドル開度とアイドル吸入空気量との関係が検出される。そして、このようにして検出されたアイドル開度と吸入空気量との関係に基づいてスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係が求められ、求められた関係によってＥＣＵのＲＯＭが更新される。このようにして求められたスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を図２に示す。なお、図２において、横軸はスロットル開度、縦軸は吸入空気量を示す。
【００２１】
図２において、一点鎖線αは、吸気管等への異物の付着・堆積がほとんど無い時（すなわち、新品状態で内燃機関を使用した時。以下、「初期状態」と称す）におけるスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を示している。一方、図２の破線βは、上述したように求められたスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を示している。この破線βは、基本的に、上述したように検出されたアイドル吸入空気量ｇａｉに対するアイドル開度ｙから、初期状態におけるアイドル吸入空気量ｇａｉに対応するスロットル開度ｘを減算した所定量θ分だけ、一点鎖線αをスロットル開度が大きくなる方向へシフトしたものである。ただし、一般に吸気管等への異物の付着・堆積の影響は吸入空気量が少ないほど大きいため、シフト量は吸入空気量が大きくなるにつれて所定量θよりも徐々に小さくなるよう設定されている。
【００２２】
このように、一つの特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係に基づいてスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求めることにより、吸気管等への異物の付着・堆積の影響を抑えたスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係が求められる。したがって、このように求められた関係に基づいて吸入空気量が目標吸入空気量になるようなスロットル開度へスロットル弁を変更すれば、吸気管等へ異物が付着・堆積しても、実際の吸入空気量が上記目標吸入空気量から大きくずれてしまうことが防止される。
【００２３】
ところが、吸気管等への異物の付着・堆積は様々な形態で行われ、例え検出されたアイドル開度とアイドル吸入空気量との関係が同じであったとしても、スロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係は異なることも多いため、検出されたアイドル開度とアイドル吸入空気量との関係からだけでは、スロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を正確に求めることができない。特に、アイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域では、スロットル弁やスロットル弁周りの吸気管等（以下、「スロットル弁等」と称す）への異物の付着・堆積形態に応じて、特定のスロットル開度における吸入空気量が大きく変わるため、このスロットル開度領域では、検出されたアイドル開度とアイドル吸入空気量との関係からスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求めることが特に困難である。この理由を、図３の例を参照して以下に説明する。
【００２４】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、スロットル弁１８周りの吸気管１５への異物の付着・堆積形態が異なる場合におけるスロットル弁１８周辺の拡大図を示している。特に、図３（ａ）に示した形態で付着・堆積している異物の平均的な高さ（吸気管１５内面から吸気管１５の中心軸線に向かう方向の長さ）は、図３（ｂ）に示した形態で付着・堆積している異物の平均的な高さよりも高い。図中、スロットル開度が異なる状態にあるスロットル弁１８が示されており、スロットル開度がａであるスロットル弁１８は破線で、スロットル開度がｂであるスロットル弁１８は実線で、スロットル開度がｃであるスロットル弁１８は一点鎖線で示されている。これらスロットル開度はａ、ｂ、ｃの順に大きくなっている（ａ＜ｂ＜ｃ）。
【００２５】
図からわかるように、図３（ａ）に示した形態で付着・堆積している異物の高さが最も高い部分の高さ（以下、「最高高さ」と称す）は、図３（ｂ）に示した形態で付着・堆積している異物の最高高さとほとんど同じであるため、例えばスロットル弁１８が全開にされたとき（図示せず）には、異物が図３（ａ）に示した形態で付着・堆積している場合の吸入空気量と異物が図３（ｂ）に示した形態で付着・堆積した場合の吸入空気量とはほとんど変わらない。
【００２６】
また、スロットル開度がａであるときには、異物の付着・堆積形態が図３（ａ）および図３（ｂ）のいずれの形態であっても、スロットル弁１８と異物との間の隙間の大きさは変わらない。したがって、スロットル開度がａであるときには、図３（ａ）および図３（ｂ）のいずれの異物の付着・堆積形態であっても、吸入空気量はほとんど変わらない。
【００２７】
一方、スロットル開度がｂであるとき、異物が図３（ａ）に示した形態で付着・堆積している場合には、スロットル弁１８と異物との間の隙間は小さい。よって、この場合、吸入空気量はスロットル開度がａであるときよりも僅かに多いか、またはほとんど変わらない。これに対して、異物が図３（ｂ）に示した形態で付着・堆積している場合には、スロットル開度がｂであるとき、スロットル弁１８と異物との間の隙間はスロットル開度がａであるときよりも大きい。また、スロットル開度がｂであるとき、異物が図３（ａ）に示した形態で付着・堆積している場合の隙間の大きさは異物が図３（ｂ）に示した形態で付着・堆積している場合の隙間の大きさよりも小さく、その差（以下、「隙間差」と称す）またはその比（以下、「隙間比」と称す）も大きい。よって、スロットル開度がｂであるときには、異物が図３（ｂ）に示した形態で付着・堆積している場合における吸入空気量は、異物が図３（ａ）に示した形態で付着・堆積している場合における吸入空気量よりも多く、その差またはその比も大きい。
【００２８】
また、スロットル開度がｃである場合にも同様に、異物が図３（ａ）に示した形態で付着・堆積している場合と、図３（ｂ）に示した形態で付着・堆積している場合とで、スロットル弁１８と異物との間の隙間が異なり、よって吸入空気量も異なる。ただし、スロットル開度がｃである場合、隙間比はスロットル開度がｂである場合における隙間差よりも小さいので、異物が図３（ｂ）に示した形態で付着・堆積している場合における吸入空気量と異物が図３（ａ）に示した形態で付着・堆積している場合における吸入空気量との差または比は、スロットル開度がｂである場合よりも小さい。
【００２９】
以上のことから、異物が図３（ａ）に示した形態で付着・堆積している場合には、スロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係は、図２の実線γのようになる。この実線γは、上述したような初期状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係である一点鎖線αをシフトすることによって算出された破線βと同一ではなく、特に、アイドル吸入空気量ｇａｉよりも僅かに多い吸入空気量領域（すなわち、アイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域）において破線βと実線γとはほとんど重なっていない。したがって、スロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の従来の求め方では、特にアイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域において、この関係を正確に求めることができない。
【００３０】
そこで、本発明の第一実施形態の吸入空気量制御装置では、異物の付着・堆積形態を考慮してスロットル開度全域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求め、求めた関係に基づいて目標吸入空気量に応じてスロットル開度を制御する。以下、図４〜図６を参照して、本発明の第一実施形態の吸入空気量制御装置について説明する。
【００３１】
第一実施形態の吸入空気量制御装置では、まず、従来のように、初期状態における吸入空気量に対するスロットル開度をスロットル基準開度ｔａｒｅｆ（ｇａ）として実験や計算により予め算出し、ＥＣＵ３１のＲＯＭ３３に保存する。そして、内燃機関の使用時において、暖機完了後の機関アイドル運転時に、機関回転数ｎｅが予め定められた一定の回転数（アイドル回転数）となるようにスロットル弁１８の開度をフィードバック制御する（ＩＳＣ制御）。このＩＳＣ制御が行われている場合には、吸入空気量が上記アイドル吸入空気量ｇａｉに維持される。そしてアイドル吸入空気量ｇａｉに対するスロットル開度ｔａ（ｇａｉ）がアイドル開度としてスロットルポジションセンサ１９によって検出される。
【００３２】
吸気管等に異物が付着・堆積している場合、上述したように検出されたアイドル開度ｔａ（ｇａｉ）は、アイドル吸入空気量ｇａｉに対応するスロットル基準開度ｔａｒｅｆ（ｇａｉ）よりも大きい開度となり、アイドル開度からアイドル吸入空気量ｇａｉに対応するスロットル基準開度ｔａｒｅｆ（ｇａｉ）を減算した量（すなわち、ｔａ（ｇａｉ）−ｔａｒｅｆ（ｇａｉ））が基準補正量ｔａｃ１として算出される。この基準補正量ｔａｃ１は、図２における所定量θを示す。したがって、ＩＳＣ制御実行中には、所定量θだけスロットル開度を大きくすることにより、吸気管等への異物の付着・堆積してもアイドル吸入空気量ｇａｉを維持することができるようにしている。
【００３３】
そして、吸入空気量全域においてスロットル基準開度ｔａｒｅｆ（ｇａ）に上記基準補正量ｔａｃ１を加算したものを、図４に示したような吸入空気量に対するスロットル暫定開度ｔａｔｅｍ（ｇａ）とする。すなわち、吸入空気量に対するスロットル暫定開度ｔａｔｅｍ（ｇａ）は図２に示した破線βを示す。
【００３４】
さらに、本発明の吸入吸気量制御装置では、アイドル開度と異なる少なくとも一つの特定のスロットル開度においてエアフロメータ１６によって吸入空気量が検出される。本実施形態では、アイドル開度よりも大きい四つのスロットル開度ｔａ１、ｔａ２、ｔａ３、ｔａ４において吸入空気量が検出され、これら四つのスロットル開度において検出された吸入空気量をそれぞれｇａ１、ｇａ２、ｇａ３、ｇａ４とする。なお、本明細書では、上記四つのスロットル開度をまとめてｔａｎと総称し、これら四つのスロットル開度において検出された吸入空気量をまとめてｇａｎと総称する。
【００３５】
このように特定のスロットル開度ｔａｎに対する吸入空気量ｇａｎは、上述したように、異物の付着・堆積形態によっては、図５に示したように上記スロットル暫定開度ｔａｔｅｍ（ｇａ）の曲線上に無い。この場合、特定の吸入空気量ｇａｎに対応するスロットル暫定開度ｔａｔｅｍ（ｇａｎ）を算出し、検出された吸入空気量ｇａｎに対するスロットル開度ｔａｎから、特定の吸入空気量ｇａｎに対するスロットル暫定開度ｔａｔｅｍ（ｇａｎ）を減算したものを誤差ｔａｎ’として求める。例えば、誤差ｔａ１’＝ｔａ１−ｔａｔｅｍ（ｇａ１）である。したがって、特定の吸入空気量ｇａｎになるようなスロットル開度をスロットル暫定開度から求めると、求めたスロットル開度が上記特定の吸入空気量ｇａｎにおいて誤差ｔａｎ’だけずれていることを示す。
【００３６】
そして、このようにして求められた吸入空気量ｇａｎと誤差ｔａｎ’との関係から、図６の実線に示すように、吸入空気量に対する加算補正量ｔａｃ２（ｇａ）のマップが作成される。このようなマップは、例えば、算出された誤差ｔａｎ’に基づいて近似式の係数を変更することによって作成される。図６の実線は、各吸入空気量ｇａｎと誤差ｔａｎ’との関係に基づいて４次の近似式の係数を変更して算出された吸入空気量に対する加算補正量ｔａｃ２（ｇａ）の曲線である。なお、近似式は４次式以外であってもよく、従来から用いられる如何なる近似法を用いてもよい。また、近似曲線ではなく、算出された誤差ｔａｎ’を図６の破線で示したように折れ線状に算出してもよい。
【００３７】
そして実際に目標吸入空気量ｇａｔになるようにスロットル開度を制御する場合には、目標スロットル開度ｔａｔは、目標吸入空気量ｇａｔに対応するスロットル暫定開度ｔａｔｅｍ（ｇａｔ）に、目標吸入空気量ｇａｔに対応する加算補正量ｔａｃ２（ｇａｔ）を加算することによって算出される（ｔａｔ＝ｔａｔｅｍ（ｇａｔ）＋ｔａｃ２（ｇａｔ）＝ｔａｒｅｆ（ｇａｔ）＋ｔａｃ１＋ｔａｃ２（ｇａｔ））。このようにして算出された目標スロットル開度ｔａｔになるようにスロットル弁１８を制御することにより、目標吸入空気量を得られる実際のスロットル開度と該目標吸入空気量に対応するスロットル暫定開度との差が補償され、目標スロットル開度ｔａｔを目標吸入空気量になるような開度により正確に制御できるようになる。特に、従来ではアイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域において、目標吸入空気量が得られる実際のスロットル開度とスロットル暫定開度との差が大きく、吸入空気量を目標吸入空気量にするの困難であったが、上述したように目標スロットル開度ｔａｔを算出することにより、このスロットル開度領域においてもスロットル開度を適切に制御することができる。
【００３８】
次に、本実施形態におけるアイドル開度よりも大きい四つのスロットル開度におけるエアフロメータ１６による吸入空気量の検出方法について説明する。多くの内燃機関では、アクセルペダル４０の踏込み量が零であるとき、内燃機関の全行程に亘って燃料噴射弁１１から噴射しない制御（以下、「フューエルカット制御」と称す）を行い、これにより内燃機関を搭載した車両の減速が行われる。このようなフューエルカット制御実行中では、スロットル弁１８を閉弁した状態（すなわち、スロットル開度が零の状態）で行われることが多いが、多少スロットル弁１８を開弁したり、多少スロットル開度を変動させたりしても内燃機関の運転状態への影響は小さい。そこで、本実施形態では、フューエルカット制御実行中にスロットル弁１８を特定のスロットル開度に制御し、このスロットル開度に対する吸入空気量をエアフロメータ１６により検出する。このような操作を繰り返すことにより、各スロットル開度ｔａ１、ｔａ２、ｔａ３、ｔａ４に対する各吸入空気量ｇａ１、ｇａ２、ｇａ３、ｇａ４がそれぞれ検出される。なお、図１に示したように排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と称す）を実行可能な内燃機関においては、ＥＧＲガスの流入により吸入空気量が変動してしまうため、各スロットル開度に対する吸入空気量を検出するときにはＥＧＲガスが吸気通路に流入することの無いようにＥＧＲガス制御弁２５が閉弁される。
【００３９】
ところで、フューエルカット制御実行中にはスロットル開度を小さくして、ポンピングロスを大きくすることによって車両の減速を促すようにしている。したがって、フューエルカット制御実行中にスロットル開度を大きくすると車両が減速しにくくなる。このことは吸入空気量の少ない機関回転数が低いとき（すなわち、車両の速度が遅いとき）に顕著であり、よって機関回転数が低いときにスロットル開度を大きくしてしまうと、車両が非常に減速しにくくなってしまう。
【００４０】
そこで、本実施形態の吸入空気量制御装置では、機関回転数が比較的低いとき（車両の速度が比較的遅いとき）にはスロットル開度を比較的小さくし、この比較的小さいスロットル開度ｔａ１、ｔａ２に対する吸入空気量を検出する。一方、機関回転数が高いとき（車両の速度が速いとき）にはスロットル開度を比較的大きくし、この比較的大きいスロットル開度ｔａ３、ｔａ４に対する吸入空気量を検出する。なお、これらスロットル開度ｔａ１〜ｔａ４は、アイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域内であることが好ましい。
【００４１】
次に、本実施形態の吸入吸気量制御装置におけるアイドル開度ｔａ（ｇａｉ）の検出手順について図７を参照して説明する。図７は、アイドル開度検出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。まず、ステップ１０１において、機関冷却水の水温ｗａｔが所定温度ｗａｔ１以上であるか否かが判別される。これは内燃機関の暖機が完了した否かを判別するものであり、水温ｗａｔが所定温度ｗａｔ１以上である場合には暖機が完了したことを意味し、水温ｗａｔが所定温度ｗａｔ１よりも低い場合いには暖機が完了していないことを意味する。なお、暖機完了の判別については、水温によってではなくてもよく、例えば、触媒２２の床温等他の判別基準によって判別してもよい。ステップ１０１において、水温ｗａｔが所定温度ｗａｔ１よりも低いと判別された場合には、制御ルーチンが完了せしめられる。一方、ステップ１０１において、水温ｗａｔが所定温度ｗａｔ１以上であると判別された場合には、ステップ１０２へと進む。
【００４２】
ステップ１０２では、内燃機関のアイドル運転条件が成立しているか否かが判別される。本実施形態では、内燃機関のアイドル運転条件が成立していると判別されるのは、負荷センサ４１によって検出されたアクセルペダル４０の踏込み量が零であって、車速センサによって検出された内燃機関を搭載した車両の車速が零である場合である。ステップ１０２において、内燃機関のアイドル運転条件が成立していないと判別された場合には、制御ルーチンが終了せしめられる。一方、ステップ１０２において、内燃機関のアイドル運転条件が成立していると判別された場合には、ステップ１０３へと進む。
【００４３】
ステップ１０３では、ＩＳＣ制御が実行される。すなわち、クランク角センサ４２によって算出される機関回転数が所定回転数になるようにスロットル開度がフィードバック制御される。これにより、機関回転数は所定回転数に維持され、したがって吸入空気量も所定のアイドル吸入空気量ｇａｉに維持される。次いでステップ１０４では、スロットルポジションセンサ１０５によってスロットル開度が検出される。検出されたスロットル開度はアイドル開度ｔａ（ｇａｉ）としてＥＣＵ３１のＲＯＭ３３に保存され、制御ルーチンが終了せしめられる。
【００４４】
このように、アイドル開度検出制御によれば、暖機後の機関アイドル運転中においてアイドル吸入空気量ｇａｉとアイドル開度ｔａ（ｇａｉ）との関係を求めることができる。なお、ステップ１０４において、吸入空気量がアイドル吸入空気量ｇａｉに維持されるとしたが、機関回転数が所定回転数であってもアイドル吸入空気量ｇａｉが多少変動することもある。したがって、アイドル吸入空気量を所定の値とせずに、ステップ１０３においてエアフロメータ１６によって吸入空気量を検出し、検出した吸入空気量をアイドル吸入空気量ｇａｉとしてＥＣＵ３１のＲＯＭ３３に保存してもよい。
【００４５】
次に、所定スロットル開度における吸入空気量の検出手順について図８を参照して説明する。図８は、吸入空気量検出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。ステップ２０１は、ステップ１０１と同様であるので説明を省略する。次いで、ステップ２０２では、フューエルカット制御実行中であるか否かが判別される。ステップ２０２において、フューエルカット制御実行中でないと判別された場合には、制御ルーチンが完了せしめられる。一方、ステップ２０２において、フューエルカット制御実行中であると判別された場合には、ステップ２０３へと進む。ステップ２０３では、内燃機関を搭載した車両の車速ｓｐｄが予め定められた第一車速ｓｐｄ１以上であるか否かが判別される。第一車速ｓｐｄ１は、比較的遅い車速であり、車速ｓｐｄがこの第一車速ｓｐｄ１より遅くなった場合にはスロットル開度を変更すると機関運転状態が悪化したり、スロットル弁を開くとほとんど減速されなくなってしまったりするような車速である。ステップ２０３において、車両の車速ｓｐｄが第一車速ｓｐｄ１よりも遅いと判別された場合には制御ルーチンが終了せしめられ、一方、車速ｓｐｄが第一車速ｓｐｄ１以上であると判別された場合にはステップ２０４へと進む。
【００４６】
ステップ２０４では、車速ｓｐｄが予め定められた第二車速ｓｐｄ２以下であるか否かが判別される。この第二車速ｓｐｄ２は、上記第一車速ｓｐｄ１よりも速い速度である。ステップ２０４において、車速ｓｐｄが第二車速ｓｐｄ２以下であると判別された場合にはステップ２０５へと進む。ステップ２０５では、スロットル開度が、上記アイドル開度検出手段によって検出されたアイドル開度ｔａ（ｇａｉ）に予め定められた第一所定量Δｔａ１を加えた第一開度ｔａ１（＝ｔａ（ｇａｉ）＋Δｔａ１）、すなわちアイドル開度ｔａ（ｇａｉ）よりも第一所定量Δｔａ１だけ大きい開度に制御される。次いで、ステップ２０６では、エアフロメータ１６によってスロットル開度が第一開度ｔａ１である場合における吸入空気量として第一吸入空気量ｇａ１が検出され、検出された第一吸入空気量ｇａ１はＥＣＵ３１のＲＯＭ３３に保存される。次いで、ステップ２０７では、スロットル開度が、上記アイドル開度ｔａ（ｇａｉ）に予め定められた第二所定量Δｔａ２を加えた第二開度ｔａ２（＝ｔａ（ｇａｉ）＋Δｔａ２）に制御される。第二所定量Δｔａ２は第一所定量Δｔａ１よりも大きい量である（Δｔａ２＞Δｔａ１）。次いで、ステップ２０８では、エアフロメータ１６によってスロットル開度が第二開度ｔａ２である場合における吸入空気量として第二吸入空気量ｇａ２が検出され、検出された第二吸入空気量ｇａ２がＥＣＵ３１のＲＯＭ３３に保存され、制御ルーチンが終了せしめられる。
【００４７】
一方、ステップ２０４において、車速ｓｐｄが予め定められた第二車速ｓｐｄ２よりも速いと判定された場合にはステップ２０９へと進む。ステップ２０９では、スロットル開度が、上記アイドル開度ｔａ（ｇａｉ）に予め定められた第三所定量Δｔａ３を加えた第三開度ｔａ３（＝ｔａ（ｇａｉ）＋Δｔａ３）に制御される。第三所定量Δｔａ３は第二所定量Δｔａ２よりも大きい量である（Δｔａ３＞Δｔａ２）。次いで、ステップ２１０では、第三開度ｔａ３に対する吸入空気量として第三吸入空気量ｇａ３が検出され、検出された第三吸入空気量ｇａ３がＥＣＵ３１のＲＯＭ３３に保存され、ステップ２１１へと進む。ステップ２１１では、スロットル開度が、上記アイドル開度ｔａ（ｇａｉ）に予め定められた第四所定量Δｔａ４を加えた第四開度ｔａ４（＝ｔａ（ｇａｉ）＋Δｔａ４）に制御される。第四所定量Δｔａ２は第三所定量Δｔａ３よりも大きい量である（Δｔａ４＞Δｔａ３）。次いで、ステップ２１２では、第四開度ｔａ４に対する吸入空気量として第四吸入空気量ｇａ４が検出され、検出された第四吸入空気量ｇａ４がＥＣＵ３１のＲＯＭ３３に保存され、制御ルーチンが終了せしめられる。
【００４８】
このように、吸入空気量検出制御によれば、車速ｓｐｄが速い場合（ｓｐｄ＞ｓｐｄ２より速い場合）にはスロットル開度を比較的大きい開度（ｔａ３、ｔａ４）に制御して吸入吸気量を検出し、車速ｓｐｄが比較的遅い場合（ｓｐｄ１≦ｓｐｄ≦ｓｐｄ２）にはスロットル開度を比較的小さい開度（ｔａ１、ｔａ２）に制御して吸入空気量を検出している。このため、車両の減速を維持しつつ（さらに、機関運転状態を悪化させてしまうことなく）、四つの特定のスロットル開度ｔａ１〜ｔａ４それぞれに対する吸入空気量ｇａ１〜ｇａ４が求められる。すなわち、特定のスロットル開度と吸入空気量との関係を四つ求めることができる。
【００４９】
なお、上記吸入空気量検出制御では、二つの車速領域、すなわち第一車速ｓｐｄ１と第二車速ｓｐｄ２との間の車速領域および第二車速より速い車速領域に分け、各車速領域においてスロットル開度を特定の二つのスロットル開度に制御して、それぞれ吸入空気量を検出しているが、車速領域は一つ以上であれば二つでなくてもよく、また各速度領域において一つ以上のスロットル開度で吸入空気量を検出すれば二つのスロットル開度でなくてもよい。
【００５０】
また、第一所定量Δｔａ１〜第四所定量Δｔａ４はすべて比較的小さい量であり、アイドル開度ｔａ（ｇａｉ）にこれら所定量Δｔａ１〜Δｔａ４を加算した第一開度ｔａ１〜第四開度ｔａ４はアイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域内であるのが好ましい。
【００５１】
なお、本実施形態では、四つの特定のスロットル開度において吸入空気量を検出したが、四つの特定のスロットル開度でなくてもよく、少なくとも一つ以上であれば幾つのスロットル開度において吸入空気量を検出してもよい。すなわち、アイドル開度以外の少なくとも一つのスロットル開度におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求めることができればよい。あるいは、上述したアイドル開度検出制御を行わず、アイドル開度とアイドル吸入空気量との関係を検出しない場合には、アイドル開度以外の少なくとも二つの特定のスロットル開度におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求めればよい。したがって、本発明では、少なくとも二つの特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を検出すればよい。
【００５２】
また、特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係の検出は、上述した吸入空気量検出制御のように特定のスロットル開度において吸入空気量を検出することによって行われてもよいし、上述したスロットル開度検出制御のように特定の吸入空気量においてスロットル開度を検出することによって行われてもよいし、スロットル開度または吸入空気量以外のパラメータ（例えば機関回転数）が一定であるときにスロットル開度および吸入空気量をそれぞれ検出することによって行われてもよい。
【００５３】
次に、上記アイドル開度検出制御において算出されたアイドル開度ｔａ（ｇａｉ）とアイドル吸入吸気量ｇａｉとの関係および上記吸入空気量検出制御において算出された特定の状態におけるスロットル開度ｔａｎと吸入空気量ｔａｎとの関係から、吸入空気量に対する加算補正量のマップを作成するための加算補正量マップ算出制御について図９を参照して説明する。
【００５４】
まず、ステップ３０１において、上述したアイドル開度検出制御によって算出されたアイドル開度ｔａｉから、アイドル吸入空気量に対応するスロットル基準開度ｔａｒｅｆ（ｇａｉ）を減算したものが、基準補正量ｔａｃ１とされる（ｔａｃ１←ｇａｉ−ｔａｒｅｆ（ｇａｉ））。次いで、ステップ数ｎが０に設定される。このステップ数ｎは整数であり、第一開度ｔａ１〜第四開度ｔａ４および第一吸入空気量ｇａ１〜第四吸入空気量ｇａ４を表すのに用いられる。例えば、ステップ数ｎが２である場合には、ｔａｎは第二開度ｔａ２を意味し、またｇａｎは第二吸入空気量ｇａ２を意味する。次いで、ステップ３０３において、ｎ＋１がｎとされる。したがって、制御ルーチン開始後初めてステップ３０３が実行される場合には、ｎは１とされる。ステップ３０４では、第ｎ吸入空気量に対応するスロットル基準開度ｔａｒｅｆ（ｇａｎ）に基準補正量ｔａｃ１を加算したものが、第ｎ吸入空気量に対応するスロットル暫定開度が算出される（ｔａｔｅｍ（ｇａｎ）←ｔａｒｅｆ（ｇａｎ）＋ｔａｃ１）。なお、第ｎ吸入空気量に対応するスロットル基準開度ｔａｒｅｆ（ｇａｎ）は、ＥＣＵ３１のＲＯＭ３３に保存されたマップに基づいて算出される。
【００５５】
次いで、ステップ３０５では、第ｎ開度ｔａｎからスロットル暫定開度ｔａｔｅｍ（ｇａｎ）を減算したものが第ｎ誤差として算出される（ｔａｎ’←ｔａｎ−ｔａｔｅｍ（ｇａｎ））。ステップ３０６では、ステップ数ｎが４以上であるか否かが判別され、ステップ数ｎが４よりも少ない場合にはステップ３０３へと戻される。一方、ステップ数ｎが４以上の場合にはステップ３０７へと進む。ここで、ステップ数ｎが４以上の場合とは、第一誤差ｔａ１’〜第四誤差ｔａ４’が全て算出されたことを意味する。次いで、ステップ３０７では、上記ステップ３０３〜３０６で算出された各吸入空気量ｇａ１〜ｇａ４に対する各誤差ｔａ１’〜ｔａ４’から近似式の係数を求め、これにより吸入空気量に対する加算補正量ｔａｃ２（ｇａ）の近似式が求められ、制御ルーチンが終了せしめられる。このようにして、吸入空気量に対する加算補正量ｔａｃ２（ｇａ）のマップが求められる。
【００５６】
次に、上述した各制御によって算出された値を用いて、吸入空気量が目標吸入空気量ｇａｔになるような目標スロットル開度ｔａｔにスロットル弁１８を制御するスロットル弁制御について図１０を参照して説明する。まず、ステップ４０１において機関冷却水の水温ｗａｔが所定温度ｗａｔ１よりも低いか否かが判別される。水温ｗａｔが所定温度ｗａｔ１よりも低いと判別された場合には制御ルーチンが終了せしめられる。一方、ステップ４０１において、水温ｗａｔが所定温度ｗａｔ１以上であると判別された場合にはステップ４０２へと進む。ステップ４０２では、機関運転状態に応じて目標吸入空気量ｇａｔが算出される。より詳細には、目標吸入空気量ｇａｔは、機関運転状態が最適になるように、水温、油温、機関回転数、アクセルペダルの踏込み量等に基づいて算出される。
【００５７】
次いで、ステップ４０３において、ＥＣＵ３１のＲＯＭ３３に予め保存されたマップに基づいて目標吸入空気量ｇａｔに対応するスロットル基準開度ｔａｔが算出され、また、加算補正量マップ算出制御によって求められた加算補正量ｔａｃ２（ｇａ）のマップに基づいて目標吸入空気量ｇａｔに対応する加算補正量ｔａｃ２（ｇａｔ）が算出される。次いで、ステップ４０４において、目標吸入空気量ｇａｔに対応するスロットル基準開度ｔａｔと、加算補正量マップ算出制御において算出された基準補正量ｔａｃ１と、加算補正量ｔａｃ２（ｇａｔ）とを加えたものが、目標スロットル開度ｔａｔとして算出される。次いで、ステップ４０５において、スロットル弁１８が目標スロットル開度ｔａｔへと制御され、制御ルーチンが終了せしめられる。
【００５８】
このようにして目標スロットル開度算出制御により算出された目標スロットル開度はスロット弁１８周りに付着・堆積した異物を考慮して算出されているため、スロットル弁１８をこの目標スロットル開度に制御することによって、吸入空気量を非常に正確に目標吸入空気量にすることができる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、基準補正量ｔａｃ１を一定の値として算出しているが、基準補正量ｔａｃ１は、吸入空気量に応じて変化するものであってもよく、特に、吸入空気量が増大するに従って小さくなるようにするのが好ましい。この場合、特定の吸入空気量に対する基準補正量ｔａｃ１（ｇａ）は、検出されたアイドル吸入空気量ｇａｉにおける基準補正量ｔａｃ１（ｇａｉ）に、図１１に示したような補正係数Ｋ（ｇａ）を乗算して算出される（ｔａｃ１（ｇａ）＝Ｋ（ｇａ）×ｔａｃ１（ｇａｉ）＝Ｋ（ｇａ）×｛ｔａ（ｇａｉ）−ｔａｒｅｆ（ｇａｉ）｝）。図１１に示したように、補正係数Ｋ（ｇａ）は吸入空気量に応じて変化するものであり、より詳細には、補正係数Ｋ（ｇａ）は、アイドル吸入空気量ｇａｉにおいて１であり、また吸入空気量が増大するに従って小さくなる。このように吸入空気量が増大するに従って基準補正量ｔａｃ１を小さくするのは、一般に吸気管等への異物の付着・堆積の影響は吸入空気量が少ないほど大きいためであり、このように基準補正量を変えることにより、吸入空気量が目標吸入空気量になるようなスロットル開度をより正確に求めることができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、アイドル開度とアイドル吸入空気量との関係からスロットル暫定開度を算出し、さらに検出した吸入空気量とスロットル開度との関係に基づいてスロットル暫定開度を補正してスロットル開度と吸入空気量との全体関係を求めているが、アイドル開度とアイドル吸入空気量との関係および検出された特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係から直接的にスロットル開度と吸入空気量との全体関係を求めてもよい。
【００６１】
次に、第二実施形態の吸入空気量制御装置について説明する。第二実施形態の吸入空気量制御装置の構成および制御方法は、基本的に第一実施形態の吸入空気量制御装置と構成および制御方法と同一であるが、吸入空気量検出制御が第一実施形態と異なる。以下、第二実施形態の吸入空気量制御装置における吸入空気量制御について説明する。
【００６２】
ところで、上記実施形態において説明したように、多くの内燃機関ではアクセルペダル４０の踏込み量が零であるとき、フューエルカット制御を行う。ところが、フューエルカット制御を行った場合、燃料が噴射されないため、排気ガスの空燃比（排気通路、燃焼室５および吸気通路に供給された空気と燃料との比率）のリーン度合いが極めて高くなってしまう（すなわち、排気ガスの空燃比が非常に大きくなってしまう）。一方、内燃機関において用いられる触媒の多くは、リーン度合いが高くなると触媒の劣化が促進してしまう。特に、触媒の床温が非常に高い場合にリーン度合いの大きい排気ガスが触媒に流入すると、触媒は大きく劣化してしまう。したがって、触媒の床温が高いときには、アクセルペダル４０の踏込み量が零であってフューエルカット制御を行うべきときであっても、僅かに燃料を噴射する制御（以下、「触媒劣化抑制制御」と称す）を実行して、排気ガスのリーン度合いが大きくなってしまうことがないようにしている。
【００６３】
この触媒劣化抑制制御実行中も、上述したフューエルカット制御実行中と同様にスロットル弁の開度を変更しても機関運転状態に対する影響は小さい。そこで、本発明の第二実施形態では、触媒劣化抑制制御実行中にスロットル弁を特定のスロットル開度に設定し、このスロットル開度に対する吸入空気量をエアフロメータ１６により検出するようにしている。また、触媒劣化抑制制御実行中においても、フューエルカット制御実行中と同様に、機関回転数が低いときにスロットル開度を大きくしてしまうと、車両が非常に減速しにくくなってしまうため、機関回転数が比較的低いときにはスロットル開度を比較的小さくして吸入空気量を検出し、機関回転数が比較的高いときにはスロットル開度を比較的大きくして吸入空気量を検出するようにしている。
【００６４】
なお、触媒劣化抑制制御実行中には、アイドル吸入空気量よりも僅かに多い吸入空気量が必要であり、よってスロットル弁をアイドル開度よりも僅かに大きい開度領域において制御するため、本実施形態において算出された目標スロットル開度にスロットル弁を制御することによって触媒劣化抑制制御を最適に実行することができる。
【００６５】
次に、第二実施形態における所定スロットル開度における吸入空気量の検出手順について図１２を参照して説明する。図１２は、第二実施形態の吸入空気量検出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。ステップ５０１およびステップ５０５〜ステップ５１２は、図８に示したステップ２０１およびステップ２０５〜ステップ２１２と同様であるため、説明を省略する。
【００６６】
ステップ５０２では、触媒劣化抑制制御実行中であるか否かが判別される。ステップ５０２において、触媒劣化抑制制御実行中でないと判別された場合には、制御ルーチンが完了せしめられる。一方、ステップ５０２において、触媒劣化抑制制御実行中であると判別された場合には、ステップ５０３へと進む。ステップ５０３では、機関回転数ｎｅが予め定められた第一回転数ｎｅ１以上であるか否かが判別される。第一回転数ｎｅ１は、比較的低い回転数であり、回転数ｎｅこの第一回転数ｎｅ１より低くなった場合には、スロットル弁１８を開くとほとんど減速されなかったり加速されてしまったりするようなような回転数である。ステップ５０３において、機関回転数ｎｅが第一回転数ｎｅ１よりも低いと判別された場合には制御ルーチンが終了せしめられ、一方、機関回転数ｎｅが第一回転数ｎｅ１以上であると判別された場合にはステップ５０４へと進む。
【００６７】
ステップ５０４では、機関回転数ｎｅが予め定められた第二回転数ｎｅ２以下であるか否かが判別される。この第二回転数ｎｅ２は、上記第一回転数よりも高い回転数である。ステップ５０４において、機関回転数ｎｅが第二回転数ｎｅ２以下であると判別された場合にはステップ５０５へと進む。一方、ステップ５０４において、機関回転数ｎｅが第二回転ｎｅ２よりも高いと判別された場合にはステップ５０９へと進む。
【００６８】
なお、上記実施形態では、フューエルカット制御および触媒劣化抑制制御実行中にスロットル開度と吸入空気量との関係を検出しているが、機関アイドル運転中等、スロットル開度を多少変更しても機関運転状態等への影響が小さければ、フューエルカット制御および触媒劣化抑制制御実行中以外に上記関係を検出してもよい。
【００６９】
また、第二実施形態の吸入空気量検出制御と第一実施形態の吸入空気量検出制御とを同時に行ってもよい。すなわち、フューエルカット制御実行中には第一実施形態の吸入空気量検出制御を行い、触媒劣化抑制制御実行中には第二実施形態の吸入空気量検出制御を行ってもよい。また、第二実施形態の吸入空気量検出制御と第一実施形態の吸入空気量検出制御とを組み合わせてもよく、例えば、これら各実施形態では車速領域および機関回転数領域のいずれに応じてスロットル開度を設定してもよい。
【００７０】
なお、本明細書では、吸入空気量はスロットル開度のみに依存するものとして記載しているが、実際には吸入空気量は機関回転数によっても変動する。したがって、上記実施形態において機関回転数が影響するものに関しては、機関回転数によって補正を行う。したがって、例えば、特定のスロットル開度に対する吸入空気量を検出する場合には、検出された吸入空気量を機関回転数によって補正し、また、目標吸入空気量から目標スロットル開度を求める際にも目標吸入空気量を機関回転数で補正した補正目標吸入空気量から目標スロットル開度を求める。
【００７１】
また、上記実施形態では、吸入空気量をエアフロメータ１６によって検出しているが、例えば、サージタンク１４内の圧力を検出するための吸気圧センサ２０によって検出された圧力に基づいて吸入空気量を算出してもよい。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも二つの特定の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係に基づいて所定のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を求めているため、所定のスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係をより正確に求めることができる。
【００７３】
第３の発明によれば、従来、アイドル開度よりも僅かに大きいスロットル開度領域におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を正確に求めることができる。
【００７４】
第６および第７の発明によれば、機関運転状態への影響を最小限に抑えつつ、機関アイドル運転中以外の状態におけるスロットル開度と吸入空気量との関係を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸入空気量制御装置を備える内燃機関の全体を示す図である。
【図２】異物の付着・堆積形態に応じたスロットル開度と吸入空気量との関係を示す図である。
【図３】異物の付着・堆積形態が異なる場合におけるスロットル弁周辺の拡大図を示す。
【図４】スロットル開度と吸入空気量との関係を示す図２と同様な図である。
【図５】検出されたスロットル開度と吸入空気量との関係を示す図である。
【図６】吸入空気量と加算補正量との関係を示す図である。
【図７】アイドル開度検出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】吸入空気量検出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】加算補正量マップ算出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】目標スロットル開度算出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】吸入空気量に対する補正係数のマップを示す図である。
【図１２】第二実施形態の吸入空気量検出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…機関本体
１１…燃料噴射弁
１５…吸気ダクト（吸気管）
１６…エアフロメータ
１８…スロットル弁
１９…スロットルポジションセンサ
３１…ＥＣＵ（電子制御ユニット）
４０…アクセルペダル
【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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【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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