(57)【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、
前記スロットルの開度を制御し、吸入空気流量の可変制御を行うスロットル開度制御手段と、
前記スロットルの大気側の圧力を大気圧として検出する大気圧検出手段もしくは大気圧推定手段、前記スロットルの前記内燃機関側の圧力を吸気管内圧として検出する吸気管内圧検出手段もしくは吸気管内圧推定手段、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もしくは吸気温推定手段、を含み、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて算出された目標吸入空気流量と前記大気圧と前記吸気管内圧と前記吸気温に基づいて前記スロットル開度制御手段の目標有効開口面積を算出する目標有効開口面積算出手段と、
予め適合された前記スロットル開度制御手段の有効開口面積とスロットル開度との対応マップを用いて、前記目標有効開口面積から目標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、
前記運転状態検出手段により検出された実吸入空気流量と前記大気圧と前記吸気管内圧と前記吸気温に基づいて前記スロットル開度制御手段の実有効開口面積を算出する実有効開口面積算出手段と、
前記対応マップを用いて、前記実有効開口面積から学習用スロットル開度を算出する学習用スロットル開度算出手段と、
前記目標スロットル開度と前記学習用スロットル開度の偏差に基づいて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、
前記目標スロットル開度を前記スロットル開度学習値により補正した学習補正後目標スロットル開度により前記スロットルの開度を制御する学習補正後目標スロットル開度制御手段と、
前記対応マップの有効開口面積軸に応じた学習領域毎でのスロットル開度学習の実施状況を判定するスロットル開度学習実施状況判定手段とを備え、
前記スロットル開度学習実施状況判定手段を用いて、フューエルカット時に、スロットル開度学習が未完了である前記対応マップの有効開口面積軸に対応した学習領域を検出した場合は、スロットル開度学習が未完了の前記対応マップの有効開口面積軸から前記対応マップを用いて算出される前記目標スロットル開度を基に、前記学習補正後目標スロットル開度制御手段により前記スロットルの開度を制御してスロットル開度学習を実施する内燃機関の制御装置であって、
フューエルカット条件に入った後でフューエルカット条件から外れた時に、前記実吸入空気流量が前記目標吸入空気流量に所定値を加えた値より大きい場合は、前記目標吸入空気流量から前記目標有効開口面積を算出し、前記目標有効開口面積から前記対応マップを用いて算出される前記目標スロットル開度を基に前記学習補正後目標スロットル開度制御手段により前記スロットルを制御した後で、前記実吸入空気流量が前記目標吸入空気流量に所定値を加えた値以下となった時点で燃料噴射を再開することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
フューエルカット時において、スロットル開度学習が未完了である前記対応マップの有効開口面積軸が複数ある場合は、そのなかで最も有効開口面積が小さくなる有効開口面積軸から前記対応マップを用いて算出されるスロットル開度を前記目標スロットル開度とす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】
フューエルカット時において、前記スロットルの開度を制御してスロットル開度学習を実施する際に、吸入空気流量およびエンジン回転数等の変化によるポンプ損失の変動に応じて、前記内燃機関の発電機の駆動トルクを調節することで前記内燃機関の負荷変動を抑制し、スロットル開度学習を実施することを特徴とする請求項１または請求項２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、内燃機関の制御装置に係り、詳しくは、目標吸入空気流量が得られるようにスロットル開度を制御する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、車輌の制御に直接作用する物理量である内燃機関の出力軸トルクを用い、このトルクを内燃機関の出力の目標値として、内燃機関を制御する制御量である空気量、燃料量、あるいは点火時期を決定することにより良好な走行性能を得る技術が提案されている。更に、内燃機関を制御する制御量の中でも、内燃機関の出力軸トルクに最も影響の大きい制御量は、空気量であることが一般に知られており、この空気量を高精度に制御するための技術も提案されている。
【０００３】
例えば、内燃機関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内燃機関の制御装置において、内燃機関の目標トルクに対応した目標吸入空気流量を、スロットル前後の差圧と空気通過面積と流量係数とを基本とするオリフィスの流量式に適用し、スロットルの目標開口面積を求め、このスロットル目標開口面積を達成するスロットル開度を設定するようにした制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
前記特許文献１に開示された制御装置によれば、目標吸入空気流量を達成するスロットル開度をオリフィスの流量式に適用して算出すると、大気圧や吸気温のような環境条件が変化した場合や排気ガスを吸気管に導入する場合（以下、ＥＧＲと称する）においても、良好に目標吸入空気流量を達成できる効果がある。
【０００５】
しかし、前記制御装置においては、運転状態に応じて開口面積が変化するスロットルにおいて、スロットルの形状や開口面積に大きく影響する流量係数を、内燃機関の回転数と、吸気管内圧（以下、インマニ圧と称する）と大気圧の圧力比より求めているが、スロットルの開度や開口面積が決まっていない状態では、正確に流量係数を設定することは困難である。このため、目標吸入空気流量を得るスロットル目標開口面積が正確に算出できず、目標吸入空気流量と実吸入空気流量の間にずれが生じてしまう問題があった。更に、予め流量係数を求めてマップとして設定しておくことも容易なことではなかった。
【０００６】
この問題を解決するために、本出願人は、目標吸入空気流量をスロットル前後の差圧と空気通過面積と流量係数とを基本とするオリフィスの流量式に適用し、スロットルの有効開口面積と流量係数との積であるスロットルの目標有効開口面積を求め、予め適合された有効開口面積とスロットル開度との関係を用いて目標スロットル開度を算出することにより、流量係数を設定することなく、より正確に目標吸入空気流量を得るためのスロットル開度を算出する内燃機関の制御装置を提案している（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかし、前記特許文献１、あるいは特許文献２に開示された技術においては、個々のスロットルボディの製造ばらつき等に起因して、同じスロットル開度であっても実際の有効開口面積や流量係数にばらつきが発生するため、スロットルボディ毎に吸入空気流量が変化する問題があった。
【０００８】
さらに、インマニ圧や大気圧、あるいは吸気温を測定するセンサのばらつきや推定誤差により、算出される有効開口面積にもばらつきが発生する。このように、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などにより、目標吸入空気流量に対する実際の吸入空気流量にばらつきが発生する問題があった。
【０００９】
この問題を解決するために、本出願人は、先の出願である特願２００６−２３１９５０号出願において、目標スロットル開度における吸入空気流量と前記オリフィスの流量式とから、目標スロットル開度における実有効開口面積を算出し、予め適合された有効開口面積とスロットル開度の関係を用いて実有効開口面積から学習用スロットル開度を算出する。そして目標スロットル開度と学習用スロットル開度との差を基にスロットル学習値を算出して記憶域へ保存し、そのスロットル学習値を基に目標スロットル開度を補正した学習補正後目標スロットル開度によりスロットル開度を制御することで、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対して、良好に目標吸入空気流量が達成できる技術を提案している。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２２９９０４号公報（段落０００８、図１）
【特許文献２】特開２００７−２３９６５０号公報（要約の欄、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特願２００６−２３１９５０号出願において提案している技術においては、スロットル開度学習方法は、燃料を噴射して筒内の吸入空気を燃焼させている状態でまずスロットル開度を目標スロットル開度に制御したときの吸入空気流量を検出し、その吸入空気流量からスロットル学習値を算出して目標スロットルの補正などを実施している。
【００１２】
つまり、スロットル開度学習が未完了でスロットル開度領域（予め適合された有効開口面積とスロットル開度の対応マップのなかで学習補正が未完了である有効開口面積に対応するスロットル開度）にスロットル開度が制御された際に、目標吸入空気流量に対する実際の吸入空気流量のばらつきが大きい場合、吸入空気流量を検出しスロットル学習値を算出して目標スロットルの補正が実施される前においては、目標吸入空気流量に対する実際の吸入空気流量のばらつきが大きい状態で筒内の吸入空気を燃焼させていることになり、ドライバビリティ等に悪影響を及ぼす恐れがあった。
【００１３】
また、先のスロットル開度学習方法は、ドライバや車輌側からの駆動力の要求に応じて算出される目標吸入空気流量に応じて制御されるスロットル開度に対して成り行きで実施され、さらにスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域にスロットル開度が制御されても過渡運転などではスロットル開度の学習禁止によりスロットル開度学習が実施されなかったりするため、街中での走行などスロットル開度全域を使用せずとも走行可能な状態であったり、過渡運転等によるスロットル開度の学習禁止の状態が多い場合には、スロットル開度全域でスロットル開度学習が完了するのに時間がかかってしまう問題があった。
【００１４】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、スロットル学習値を算出して目標スロットルの補正が実施されるまでの間で、目標吸入空気流量に対する実際の吸入空気流量のバラツキが大きい状態でのドライバビリティ等への悪影響を小さくし、速やかにスロットル開度全域でスロットル開度学習を完了させる内燃機関の制御装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に係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、前記スロットルの開度を制御し、吸入空気流量の可変制御を行うスロットル開度制御手段と、前記スロットルの大気側の圧力を大気圧として検出する大気圧検出手段もしくは大気圧推定手段、前記スロットルの前記内燃機関側の圧力を吸気管内圧として検出する吸気管内圧検出手段もしくは吸気管内圧推定手段、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もしくは吸気温推定手段、を含み、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて算出された目標吸入空気流量と前記大気圧と前記吸気管内圧と前記吸気温に基づいて前記スロットル開度制御手段の目標有効開口面積を算出する目標有効開口面積算出手段と、予め適合された前記スロットル開度制御手段の有効開口面積とスロットル開度との対応マップを用いて、前記目標有効開口面積から目標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、前記運転状態検出手段により検出された実吸入空気流量と前記大気圧と前記吸気管内圧と前記吸気温に基づいて前記スロットル開度制御手段の実有効開口面積を算出する実有効開口面積算出手段と、前記対応マップを用いて、前記実有効開口面積から学習用スロットル開度を算出する学習用スロットル開度算出手段と、前記目標スロットル開度と前記学習用スロットル開度の偏差に基づいて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、前記目標スロットル開度を前記スロットル開度学習値により補正した学習補正後目標スロットル開度により前記スロットルの開度を制御する学習補正後目標スロットル開度制御手段と、前記対応マップの有効開口面積軸に応じた学習領域毎でのスロットル開度学習の実施状況を判定するスロットル開度学習実施状況判定手段とを備え、前記スロットル開度学習実施状況判定手段を用いて、フューエルカット時に、スロットル開度学習が未完了である前記対応マップの有効開口面積軸に対応した学習領域を検出した場合は、スロットル開度学習が未完了の前記対応マップの有効開口面積軸から前記対応マップを用いて算出される前記目標スロットル開度を基に、前記学習補正後目標スロットル開度制御手段により前記スロットルの開度を制御してスロットル開度学習を実施する内燃機関の制御装置であって、フューエルカット条件に入った後でフューエルカット条件から外れた時に、前記実吸入空気流量が前記目標吸入空気流量に所定値を加えた値より大きい場合は、前記目標吸入空気流量から前記目標有効開口面積を算出し、前記目標有効開口面積から前記対応マップを用いて算出される前記目標スロットル開度を基に前記学習補正後目標スロットル開度制御手段により前記スロットルを制御した後で、前記実吸入空気流量が前記目標吸入空気流量に所定値を加えた値以下となった時点で燃料噴射を再開するものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明に係る内燃機関の制御装置によれば、フューエルカット時に、スロットル開度をスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域に制御してスロットル開度学習を実施することにより、スロットル学習値を算出して目標スロットルの補正が実施されるまでの間で、目標吸入空気流量に対する実際の吸入空気流量のばらつきが大きい状態でも筒内の吸入空気を燃焼させていないので、ドライバビリティ等への悪影響を小さくでき、速やかにスロットル開度全域でスロットル開度学習を完了することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明に係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説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を説明するための構成図である。図１において、内燃機関（以下、エンジンと称する）１の吸気系の上流に吸入空気流量を測定するエアフロセンサ２が設けられている。さらに、吸気温を測定する吸気温検出手段としての吸気温センサ３がエアフロセンサ２と一体に設けられている。なお、吸気温センサ３はエアフロセンサ２と別体であっても良く、また、吸気温を測定する吸気温センサ３を設ける代わりに、吸気温を推定する手段を用いてもよい。そして、エアフロセンサ２の下流のエンジン１側には、吸入空気流量を調整するために電子的に制御されるスロットル４が設けられており、スロットル４の開度を測定するために、スロットルポジションセンサ５が設けられている。
【００１９】
スロットル４の下流のサージタンク６には、サージタンク６の内部圧力を測定する吸気系内圧力検出手段であるインマニ圧センサ７が設けられている。なお、インマニ圧を測定するインマニ圧センサ７を設ける代わりに、インマニ圧を推定する手段を用いてもよい。さらに、サージタンク６にはＥＧＲバルブ８が接続されている。そして、エンジン１には交流発電機としてのオルタネータ３０が設けられており、オルタネータ３０は後述する目標ＦＲデューティ値により発電電圧を変更することができるように構成されている。また、エンジン回転数を検出するために、エンジン１にはクランク角センサ３１が設けられている。
【００２０】
図２は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を示すブロック図である。図２において、エアフロセンサ２で測定された吸入空気流量と、吸気温センサ３で測定された吸気温と、スロットルポジションセンサ５で測定されたスロットル４の開度と、インマニ圧センサ７で測定されたインマニ圧と、大気圧センサ１０で測定された大気圧と、クランク角センサ３１で検出されたクランク角信号（エンジン回転数の検出に使用）は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）９に入力される。なお、大気圧を測定する大気圧センサ１０の代わりに、大気圧を推定する手段を用いてもよい。また前記以外の各種センサ５５からもＥＣＵ９に測定値が入力される。
【００２１】
ＥＣＵ９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、この目標吸入空気流量を達成するように、以下に説明するようにして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、この目標スロットル開度を達成するように、スロットル４の開度は制御される。また、同時に図示しないインジェクタや点火コイル、あるいはＥＧＲバルブ８を含む各種アクチュエータ５６への指示値も算出される。
【００２２】
そして、オルタネータ３０からＦＲデューティ値がＥＣＵ９に入力される。ＦＲデューティ値はオルタネータ３０の発電電圧の指標（ＦＲデューティ値が大きいほどオルタネータ３０の発電電圧は大きくなる）となり、ＦＲデューティ値をモニタすることでオルタネータ３０の発電電圧を検出することができる。また、ＥＣＵ９から目標ＦＲデューティ値がオルタネータ３０へ入力される。オルタネータ３０はＦＲデューティ値が目標ＦＲデューティ値と等しくなるよう発電電圧を制御するものとする。なお、オルタネータ３０の発電電圧が大きくなればオルタネータ３０の駆動トルクも大きくなるので、目標ＦＲデューティ値はオルタネータ３０の駆動トルクを制御することにもなる。
【００２３】
次に図３を参照しながら、目標吸入空気流量を達成するための目標スロットル開度が、ＥＣＵ９においてどのように算出されるかについて詳しく説明する。図３は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置のスロットル制御部を示すブロック図である。
【００２４】
所謂、絞り式流量計の体積流量算出式は、次に示す式（１）により表される。
【００２５】
【数１】
0004536104.tif 000002
【００２６】
ここで、Ｑａを目標吸入空気流量、ａｏを大気中の音速、Ｃを流量係数、Ａｔをスロットルの開口面積、Ｐｅをインマニ圧、Ｐｏを大気圧、ｋを比熱比とする。
【００２７】
また、無次元流量σを、次に示す式（２）で定義すると、
【００２８】
【数２】
0004536104.tif 000003
【００２９】
式（１）は、次に示す式（３）のように表すことができる。
【００３０】
【数３】
0004536104.tif 000004
【００３１】
また、大気中の音速ａｏは、Ｒをガス定数、Ｔｏを吸気温とすると、次に示す式（４）で表される。
【００３２】
【数４】
0004536104.tif 000005
【００３３】
ここで、目標トルクを達成するために必要な目標吸入空気流量Ｑａ（以下、目標Ｑａと称する）と、大気中の音速ａｏ、無次元流量σが与えられた場合に、流量係数Ｃとスロットル開口面積Ａｔの積で表される有効開口面積ＣＡｔは、式（３）を変形した次に示す式（５）により算出することができる。
【００３４】
【数５】
0004536104.tif 000006
【００３５】
ＥＣＵ９内での目標有効開口面積ＣＡｔ（以下、目標ＣＡｔと称する）の算出は、図３に示すブロック図の第１の指示部１１において、式（５）を用いて、目標Ｑａ、大気中の音速ａｏ、無次元流量σより目標Ｑａを達成するための目標ＣＡｔとして算出される。このように、絞り式流量計の体積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。
【００３６】
ところで、第１の指示部１１の演算で必要となる大気中の音速ａｏは、式（４）を用いてＥＣＵ９内で演算するのは、演算の負荷が膨大となるため実用的ではない。そこで、第２の指示部１２において、ＥＣＵ９内での演算負荷を抑えるために予め大気中の音速ａｏの理論値を算出して吸気温Ｔｏのマップとして記憶しておき、第１の指示部１１の演算前に吸気温Ｔｏを用いて第２の指示部１２で大気中の音速ａｏを算出している。
【００３７】
さらに、第１の指示部１１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ＥＣＵ９内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、第３の指示部１３において、ＥＣＵ９内での演算負荷を抑えるために予め無次元流量σの理論値を算出してインマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比のマップとして記憶しておき、第１の指示部１１の演算前に第４の指示部１４でインマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比を算出し、算出されたインマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比を用いて第３の指示部１３で無次元流量σを算出している。
【００３８】
ところで、一般に、インマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比が所定値０（空気の場合、約０．５２８）以下の場合、スロットル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。
【００３９】
そこで、インマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比が所定値０以下の場合、第４の指示部１４においてインマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比を所定値０とすることで、チョークが起きた場合にも対応できる。なお、第４の指示部１４においてインマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比を所定値０とする代わりに、第３の指示部１３において、インマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比で表される無次元流量σのマップ値を、インマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比が所定値０以下の部分は所定値０の場合と同値としてもよい。
【００４０】
また、エアフロセンサ２は、インマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比がある程度大きくなると吸入空気脈動の影響を受けるため、実際の吸入空気流量と測定した吸入空気流量の間に誤差が発生する場合がある。さらに、無次元流量σもインマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比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Ｐｅの測定誤差の影響が大きくなる場合がある。
【００４１】
そこで、インマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比が所定値１以上の場合、第４の指示部１４においてインマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比を所定値１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、第４の指示部１４においてインマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比を所定値１とする代わりに、第３の指示部１３において、インマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比で表される無次元流量σのマップ値を、インマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比が所定値１以上の部分は所定値１の場合と同値としてもよい。
【００４２】
以上のようにして、第１の指示部１１で算出された目標ＣＡｔを用いて、第５の指示部１５では目標スロットル開度を算出する。その際、予めスロットル開度と、エアフロセンサで測定した実吸入空気流量Ｑａ（以下、実Ｑａと称する）を用いて式（５）により算出された実有効開口面積ＣＡｔ（以下、実ＣＡｔと称する）の関係を測定し、スロットル開度と有効開口面積ＣＡｔが１対１で対応する２次元マップとして記憶しておき、この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を算出することができる。このようにすればスロットル開度と有効開口面積ＣＡｔの２次元マップを容易に作成することが可能であるため、大幅なセッティング工数の削減にもなる。
【００４３】
以上のように算出された目標スロットル開度にスロットルを制御した時に、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を算出する方法を以下で説明する。
【００４４】
図４及び図５を参照しながら、スロットル開度学習値を算出する方法について詳しく説明する。
スロットル開度ＴＰと有効開口面積ＣＡｔは１対１で対応すると考えると、目標Ｑａと実Ｑａとの間に誤差がある場合には、目標Ｑａから算出した目標ＣＡｔと実Ｑａを式（５）に適用して算出した実ＣＡｔとの間にも誤差があることになる。ここでは、制御で用いるために予め適合したスロットル開度ＴＰと有効開口面積ＣＡｔの関係（以下、ＣＡｔ−ＴＰマップと称する）と、現在の制御対象であるスロットルボディやインマニ圧、大気圧、吸気温を測定するセンサ又は推定方法により算出される実際のＣＡｔ−ＴＰの関係との間に図４に示すような誤差がある場合を考える。
【００４５】
まず、図５の第６の指示部１６、及び第７の指示部１７では、目標Ｑａから算出した目標ＣＡｔ用いて、予め適合したＣＡｔ−ＴＰマップにより目標スロットル開度（以下、目標ＴＰと称する）を算出する。算出された目標ＣＡｔと目標ＴＰの関係は図４内のａ点で示される。ところが、ＣＡｔ−ＴＰマップと実際のＣＡｔ−ＴＰの関係に誤差があると、スロットル開度を目標ＴＰに制御した時に得られる実Ｑａは目標Ｑａと一致しない。そこで、この誤差を補正する学習値を算出するために、まず、図５の第８の指示部１８で、実Ｑａから実ＣＡｔを算出する。ここで算出された実ＣＡｔと目標ＴＰの関係は図４内のｂ点で示され、このｂ点は実際のＣＡｔ−ＴＰの関係を示す曲線上に存在する。
【００４６】
今、目標Ｑａを達成するためには、スロットル開度が図４内の実際のＣＡｔ−ＴＰの関係を示す曲線上のｄ点である必要があるので、ａ−ｄ間を学習値として算出する必要がある。そこで、図４のようにＣＡｔ−ＴＰマップと実際のＣＡｔ−ＴＰの関係は局所的にはほぼ平行の関係にあると仮定し、まず、図５の第９の指示部１９において、実ＣＡｔからＣＡｔ−ＴＰマップを用いて学習用スロットル開度（以下、学習用ＴＰと称する）を算出する。
【００４７】
ここで算出された学習用ＴＰと実ＣＡｔの関係は図４内のｃ点で示され、ｂ−ｃ間で示される目標ＴＰと学習用ＴＰのスロットル開度差ΔＴＰがａ−ｄ間の学習値とほぼ等しいと考え、図５の第１０指示部２０に示すようにスロットル学習基本値ΔＴＰとして算出される。ここで算出されるスロットル学習基本値ΔＴＰは、瞬時的にはばらつきがあるので、図５の第１１の指示部２１、及び第１２の指示部２２に示すように、スロットル学習基本値ΔＴＰに０以上１以下の補正係数を掛けた値を順次積分して、又はスロットル学習基本値ΔＴＰにフィルタ処理を施して、スロットル学習値ＴＰＬＲＮを算出し、図５の第１３の指示部２３に示すように、先に算出している目標ＴＰにスロットル学習値ＴＰＬＲＮを加算した学習補正後目標スロットル開度を算出する。この学習補正後目標スロットル開度によりスロットル開度を制御することで目標Ｑａと実Ｑａの誤差を減少させることが可能となる。
【００４８】
ここで、ＣＡｔ−ＴＰマップと実際のＣＡｔ−ＴＰの関係の誤差がほぼ一定の関係にある場合、スロットル学習値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できると考えられるが、図６の（ａ）に示すように、ＣＡｔ−ＴＰマップと実際のＣＡｔ−ＴＰの関係がクロスしていたり、図６の（ｂ）に示すようにＣＡｔ−ＴＰマップと実際のＣＡｔ−ＴＰとの誤差が一定でない場合には、スロットル学習値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。そこで、スロットル学習値ＴＰＬＲＮ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軸に対応する学習領域毎に記憶するロングタイム学習値ＴＰＬに分配することで、ＣＡｔ−ＴＰマップ値とロングタイム学習値ＴＰＬの和を実際のＣＡｔ−ＴＰの関係に近づけることができ、さらにリアルタイム学習値ＴＰＲも併用することで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。以上について図７を参照しながら詳細に説明する。
【００４９】
第１４の指示部２４において、所定の割合でスロットル学習値ＴＰＬＲＮをリアルタイム学習値ＴＰＲとロングタイム学習値ＴＰＬに分配する。そして、後述する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、第１５の指示部２５において、最終的なリアルタイム学習値ＴＰＲが算出される。また、後述するロングタイム学習値ＴＰＬの更新禁止条件が不成立の場合、第１６の指示部２６において、ロングタイム学習値ＴＰＬが学習領域毎に算出される。
【００５０】
次に、ロングタイム学習値ＴＰＬを学習領域毎に算出する方法について説明する。再び図４を参照すると、前述の通り、スロットル学習値ＴＰＬＲＮはｂ−ｃ間で表される目標ＴＰと学習用ＴＰのスロットル開度差ΔＴＰをスロットル学習基本値として算出し、これをａ−ｄ間の学習値として適用したものである。このスロットル学習値ＴＰＬＲＮをＣＡｔ−ＴＰマップのＣＡｔ軸に例えば一対一に対応する学習領域毎に分配して記憶する場合、図８に示すように、目標ＣＡｔ前後のＣＡｔ軸に対応する学習領域と、実ＣＡｔ前後のＣＡｔ軸に対応する学習領域の少なくとも一方でロングタイム学習値ＴＰＬを記憶することが可能である。なお、各ＣＡｔ軸に対応する学習領域に記憶す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に対して、所定値を加算したり、目標ＣＡｔ及び実ＣＡｔの前後のＣＡｔ軸までの比に応じた値を加算するなどして算出することができる。また、目標ＣＡｔと実ＣＡｔ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。
【００５１】
このような方法でロングタイム学習値ＴＰＬを算出する場合、学習可能なのは後述する更新禁止条件が不成立の場合のみであるので、実際に学習が行われるのは定常運転の常用域に限られる。一般に、スロットル開度と吸入空気流量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の関係も単調増加である必要がある。ところが局所的に学習が行われた場合、図９に示すように、ＣＡｔ−ＴＰマップ値とロングタイム学習値ＴＰＬの和が単調増加とならない場合が起こりうる。この場合には、例えば目標Ｑａが増加しているにも関わらず、学習補正後目標スロットル開度が減少するため、エンジンの出力低下やスロットル学習値の誤学習といった問題が発生する。そこで、図９に示すようにＣＡｔ−ＴＰマップ値とロングタイム学習値ＴＰＬの和が単調増加になるようロングタイム学習値ＴＰＬを制限する処理を、図７の第１７の指示部２７にて行うことで、このような誤学習や誤作動を防止することができる。
【００５２】
単調増加処理の詳細を説明する。現在学習対象のロングタイム学習値をＴＰＬ（ｎ）とする（ｎは現在学習対象のＣＡｔ軸番号で、とりうる範囲は１からＣＡｔ軸数まで）と、単調増加補正後ロングタイム学習値は次式による繰り返し計算により算出できる。
（１）ＣＡｔ軸番号がnより大きい領域
【００５３】
【数６】
0004536104.tif 000007
【００５４】
ここで、ｉは繰り返し計算時に０からＣＡｔ軸数−（ｎ＋１）まで順次増加する変数である。
（２）ＣＡｔ軸番号がｎより小さい領域
【００５５】
【数７】
0004536104.tif 000008
【００５６】
ここで、ｊは繰り返し計算時に０からｎ−２まで順次増加する変数である。
【００５７】
以上の演算ののち、図７の第１８の指示部２８において、最終的なロングタイム学習値ＴＰＬを学習領域毎に記憶する。
【００５８】
このように、スロットル学習値ＴＰＬＲＮをリアルタイム学習値ＴＰＲとロングタイム学習値ＴＰＬに分配して記憶した場合は、図５の第１３の指示部２３で算出する学習補正後目標スロットル開度で用いるスロットル学習値ＴＰＬＲＮの替わりに、図７の第１９の指示部２９で示すリアルタイム学習値ＴＰＲと運転領域に対応するロングタイム学習値ＴＰＬを加算した補正用スロットル学習値を用いることとなる。
【００５９】
以上のようにして、スロットル学習値ＴＰＬＲＮの算出及び記憶を行うが、このような学習は全運転領域で行うことはできないため、学習禁止処理が必要となる。以下、学習禁止条件について説明する。
【００６０】
前述の通り、エアフロセンサ２は、インマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比がある程度大きくなると吸入空気脈動の影響を受けるため、実際の吸入空気流量と測定した吸入空気流量の間に誤差が発生する場合がある。このような運転領域においてはスロットル学習値ＴＰＬＲＮを正確に算出することは出来ない。そこで、インマニ圧Ｐｅと大気圧Ｐｏの圧力比が前述の所定値１以上の場合には、リアルタイム学習値ＴＰＲ及びロングタイム学習値ＴＰＬの更新を禁止することで、吸入空気脈動の影響によるスロットル学習の誤学習を防止することができる。
【００６１】
次に、過渡運転時等において目標Ｑａが急変した場合、目標スロットル開度算出までの演算時間遅れ、スロットル開度が目標値に到達するまでの応答遅れ、スロットル開度変化によるエアフロセンサ２近傍の流速が変化するまでの応答遅れ、エアフロセンサ２の応答遅れ等により、目標Ｑａの変化に対し、実Ｑａが応答するまでにはある程度の時間が必要となる。そこで、目標Ｑａの変化率が所定値２以上となった後の経過時間が所定値３内はロングタイム学習値ＴＰＬの更新を禁止する。これにより実Ｑａの応答遅れによるロングタイム学習値ＴＰＬの誤学習を防止することができる。
【００６２】
また、同条件においてリアルタイム学習値ＴＰＲも更新を禁止した場合、例えば、図６の（ａ）で示したようなＣＡｔ−ＴＰマップ値と実際のＣＡｔ−ＴＰの関係のクロスした点を跨いで変化した場合を考えると、リアルタイム学習値ＴＰＲは変化前後で符号が逆になるため、オーバーシュートが発生したり、目標Ｑａへの収束に時間がかかるといった問題が発生する。そこで、同条件においてはリアルタイム学習値ＴＰＲにリセット処理を行うことで、オーバーシュートを抑制し、目標Ｑａへの収束時間が増加することを防止する。
【００６３】
次に、エンジン１の停止中やＥＣＵ９の電源オフ時にはスロットル学習は行えないので、リアルタイム学習値ＴＰＲはリセット処理を行う。一方、ロングタイム学習値ＴＰＬに関しては、バックアップメモリに保持することで、次回の再始動時においても良好に目標Ｑａへの制御が可能となる。
【００６４】
また、エンジン始動時においては、通常サージタンク６内の空気をエンジン１が消費している間はエアフロセンサ２近傍の空気は動かないので、エンジン始動後、エアフロセンサ２近傍の空気が流動し、実Ｑａが正確に測定できるまでにはある程度の時間が必要となる。そこで、エンジン始動後経過時間が所定値４内はリアルタイム学習値ＴＰＲの更新を禁止することにより、実Ｑａの影響によるリアルタイム学習値ＴＰＲの算出誤差を防止することができる。
【００６５】
また、エンジン始動後にエンジン回転数がアイドル時のエンジン回転数に収束するまでの間は、一般的にエンジン回転数及び吸入空気流量の変動が激しいため、スロットル学習値ＴＰＬＲＮをロングタイム学習値ＴＰＬに記憶するのは好ましくない。そこで、エンジン始動後経過時間が所定値４以上である所定値５内はロングタイム学習値ＴＰＬの更新を禁止する。これにより、ロングタイム学習値ＴＰＬの誤学習を防止することができる。この場合、エンジン始動後経過時間が所定値４から所定値５の間はリアルタイム学習値ＴＰＲが更新されることになるが、リアルタイム学習値ＴＰＲはフィードバック制御として動作するため、学習値の更新を行うことで目標Ｑａを達成するようスロットル開度を制御し、エンジン始動後に発生する恐れのあるエンジン回転数低下によるエンストを防止する効果が得られる。
【００６６】
また、エンジン停止直前や、負荷変動などに伴い、エンジン回転数がアイドル時のエンジン回転数を大きく下回った場合においても、エンジン回転数及び吸入空気流量の変動が激しいため、スロットル学習値ＴＰＬＲＮをロングタイム学習値ＴＰＬに記憶するのは好ましくない。そこで、エンジン回転数がアイドル時のエンジン回転数より小さい所定値６以下となった場合においてもロングタイム学習値ＴＰＬの更新を禁止する。なお、リアルタイム学習値ＴＰＲはフィードバック制御として動作するため、学習値の更新を行うことで目標Ｑａを達成するようスロットル開度を制御することでエンストを防止する効果が得られる。
【００６７】
以上のようなスロットル開度学習ロジックを備えたものにおいて、フューエルカット時にスロットル開度をスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域に制御してスロットル開度学習を実施する方法を以下で説明する。なお、フューエルカット時以外においては、上記で説明したスロットル開度学習を実施するものとする。
【００６８】
まず、フューエルカット時にスロットル開度をスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域に制御できる理由について説明する。
燃料噴射が実施される通常の運転状態ではスロットル開度を変化させると、それにより変化する筒内への吸入空気流量に応じて燃料噴射量を制御するので出力が大きく変化する。よって、エンジン回転数とドライバから要求される目標トルクとに対してスロットル開度は概ね１対１で対応しており、スロットル開度をさほど自由には制御できない。
【００６９】
一方、フューエルカット時では筒内の吸入空気を燃焼させていないので、スロットル開度を変化させて筒内への吸入空気流量を変化させても出力はさほど変化しない。よって、フューエルカット時にスロットル開度をスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域に制御することが可能である。なお、例えば車両が坂道を下っていてドライバは車速を抑えているときに、スロットル開度を全閉付近にある状態からスロットル開度学習のためにスロットル開度を大きくした場合は、ポンプ損失が小さくなり出力がやや大きくなるのでドライバの意図に反して加速感が生じてしまう。これに対しては、後述するようにオルタネータ３０の駆動トルク（以下、ＡＬＴ負荷トルクと称する）を調節することでポンプ損失変動による内燃機関の負荷変動を抑制することで解決できる。
【００７０】
次に、フューエルカット時のスロットル開度学習の実施判定について説明する。上述のとおり、フューエルカット時にスロットル開度をスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域に制御するのであるが、本実施の形態では図１０に示すスロットル開度学習実施状況判定フラグマップを使用してスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域の特定を行う。
【００７１】
スロットル開度学習実施状況判定フラグマップでは、ＣＡｔ−ＴＰのマップの各ＣＡｔ軸に対してフラグ値を持つ形となっている。フラグ値が０のときはそのＣＡｔ軸に対応するスロットル開度ではスロットル開度学習が未完了であることを示し、フラグ値が１のときはスロットル開度学習が実施済みであることを示している。
【００７２】
本実施の形態では、ロングタイム学習値ＴＰＬが更新禁止条件不成立のときに、スロットル開度学習を実施して算出されるリアルタイム学習値ＴＰＲが所定値７より大きければ、スロットル開度学習が十分でなく再度スロットル開度学習が必要であるとしてそのときの目標ＣＡｔの前後のＣＡｔ軸（目標ＣＡｔとＣＡｔ軸が等しければそのＣＡｔ軸のみ）でのフラグ値を０とし、リアルタイム学習値ＴＰＲが所定値７以下になるとスロットル開度学習が完了したものとして、そのときの目標ＣＡｔの前後のＣＡｔ軸でのフラグ値を１とすることとする。
【００７３】
また、図８で示されるように目標ＣＡｔと実ＣＡｔの双方でロングタイム学習値ＴＰＬを記憶するのであれば、実ＣＡｔに対しても同様にしてフラグ値の更新を実施するものとする。なお、スロットル開度学習実施状況判定フラグマップの更新はスロットル開度学習が実施され、リアルタイム学習値ＴＰＲが算出される毎（図７の第１５の指示部２５の後）に実施されるものとする。また、スロットル開度学習実施状況判定フラグ値の初期値は０とし、スロットル開度学習実施状況判定フラグ値はバックアップメモリに保持され、バッテリを取り外した時には初期化されるものとする。以上からスロットル開度学習実施状況判定フラグマップを参照することで、スロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域を特定することができる。
【００７４】
次に、図１１に示すブロック図を用いてフューエルカット時から燃料噴射再開までのスロットル制御について説明する。
まず、エンジン１の運転状態がフューエルカット実施条件に入ると、図１１の指示部３２に示すように現時点での目標ＴＰの値（以下、ＴＰ０とする）を保存した後で燃料噴射が禁止される。
【００７５】
その後はフューエルカット実施条件を外れるまで図１１の指示部３３〜３７に示す処理を繰り返すこととなる。指示部３３ではスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域があるかどうかを判定する。これは、スロットル開度学習実施状況判定フラグマップを参照して、すべてのＣＡｔ軸でフラグ値が１ならばスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域はないので指示部３７に進み、そうでなければ指示部３４へ進む。
【００７６】
指示部３４へ進んだ場合、スロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域でスロットル開度学習を実施することとなる。指示部３４では、スロットル開度学習実施状況判定フラグマップを参照して、スロットル開度学習が未完了のＣＡｔ軸のうちで最もＣＡｔが小さくなるＣＡｔ軸でのＣＡｔ（以下、ＣＡｔ’とする）を算出する。ここでＣＡｔ’を算出するのは、スロットル開度学習を実施する順番をスロットル開度が小さい側（つまり、ＣＡｔ軸でのＣＡｔが小さい側）から実施するためである。というのは、大抵の場合でスロットル開度は全開付近よりも全閉から中間開度付近の方が使用頻度は高いので、スロットル開度が小さい側から早くスロットル開度学習を実施することで、スロットル開度学習が未完了であることによるドライバビリティ等への悪影響を小さくするためである。
【００７７】
続いて指示部３５では、ＣＡｔ’を目標ＣＡｔに設定する。指示部３６では、指示部３５で設定した目標ＣＡｔを基に図５の指示部１７〜２３および図７の指示部２４〜２９およびスロットル開度学習実施状況判定フラグマップの更新を実施することでスロットル開度学習を実施し学習補正後目標スロットル開度を算出してスロットル開度の制御を実施する。
【００７８】
なお、ＣＡｔ’を目標ＣＡｔとすることで、図７の第１６の指示部２６で算出されるロングタイム学習値ＴＰＬを、図８に示すような目標ＣＡｔの前後のＣＡｔ軸までの比に応じた値にして前後のＣＡｔ軸に対応する学習領域に加算する（この場合、ＣＡｔ軸上ではない目標ＣＡｔでのロングタイム学習値ＴＰＬを基に目標ＣＡｔの前後のＣＡｔ軸でのロングタイム学習値ＴＰＬを見積ることになるのでスロットル開度学習の精度が低くなる）のではなく、そのままＣＡｔ’に対応する学習領域に加算するので、より高精度なスロットル開度学習を実施することになる。
【００７９】
一方、指示部３３から指示部３７へ進んだ場合、スロットル開度の学習が完了しているので指示部３７において目標ＴＰをＴＰ０に設定してスロットル開度を制御する。図１１の指示部３３〜３７に示す処理をループ中にフューエルカット実施条件を外れると指示部３８へ進む。
【００８０】
指示部３８では、目標Ｑａに所定値８を加えた値と実Ｑａとを比較して、実Ｑａが目標Ｑａに所定値８を加えた値以下ならば、指示部４１に進んで燃料噴射を再開する。一方、指示部３８で、例えばフューエルカット時にスロットル開度が大きなところでスロットル開度学習を実施していたために、フューエルカット条件から外れたときに実Ｑａが大きくなるなどして、実Ｑａが目標Ｑａに所定値８を加えた値より大きい場合は、そのまま燃料噴射を再開するとドライバが要求する以上にエンジン回転数が吹き上がる恐れがあるため、実Ｑａが目標Ｑａに所定値８を加えた値以下となるまで指示部３９、４０の処理をループする。指示部３９では、目標Ｑａから図３の第１の指示部１１と同様の処理により目標ＣＡｔを算出する。
【００８１】
指示部４０では、指示部３６と同様の処理を実施して実Ｑａを目標Ｑａに合わせるようスロットル開度が制御される。そして指示部３９、４０の処理をループ中に実Ｑａが目標Ｑａに所定値８を加えた値以下となれば、指示部４１に進むことになる。なお、エンジン回転数が吹き上がり防止よりも指示部４１における迅速な燃料噴射再開を重視したければ所定値８の値を大きくすればよく、エンジン回転数が吹き上がり防止を重視したければ所定値８の値を小さくすればよい。
【００８２】
以上の制御によりフューエルカット時にスロットル開度をスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域に制御してスロットル開度学習を実施することができる。
【００８３】
ところで、上記で述べたとおり、フューエルカット時にスロットル開度をスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域に制御することで、ポンプ損失が変動して内燃機関の負荷変動を生じる問題がある。これに対し上記のスロットル制御に加えてＡＬＴ負荷トルクの調節を実施することでこの問題を解決する。
【００８４】
まず、ＡＬＴ負荷トルクを調節するために使用するマップ群について説明する。図１２はＡＬＴ負荷トルクマップを示している。これはエンジン回転数とＦＲデューティ値とをパラメータとしＡＬＴ負荷トルクをマップ値として持つもので、予め実機試験等によりマップ値を設定するものとする。これにより、エンジン回転数とＦＲデューティ値とからＡＬＴ負荷トルクを算出することができる。
【００８５】
図１３は目標ＦＲデューティマップを示している。これはエンジン回転数と、所望するＡＬＴ負荷トルク（以下、目標ＡＬＴ負荷トルクと称する）とをパラメータとし目標ＦＲデューティ値をマップ値として持つもので、予め実機試験等によりマップ値を設定するものとする。これにより、エンジン回転数と目標ＡＬＴ負荷トルクとから目標ＦＲデューティ値を算出することができる。
【００８６】
図１４はポンプ損失マップを示している。これはエンジン回転数とインマニ圧とをパラメータとしポンプ損失をマップ値として持つもので、予め実機試験等によりマップ値を設定するものとする。これにより、エンジン回転数とインマニ圧とからポンプ損失を算出することができる。
【００８７】
次に、図１５に示すブロック図を用いてフューエルカット時から燃料噴射再開までのオルタネータ制御について説明する。
まず、エンジン１の運転状態がフューエルカット実施条件に入ると、指示部４２でエンジン回転数を検出し、指示部４３でインマニ圧を検出する。指示部４４ではポンプ損失マップと指示部４２で検出したエンジン回転数と指示部４３で検出したインマニ圧とを用いてポンプ損失Ｐｐ０を算出する。そして、指示部４５ではＡＬＴ負荷トルクマップと指示部４２で検出したエンジン回転数とオルタネータ３０からＥＣＵ９へ入力されたＦＲデューティ値とを用いてＡＬＴ負荷トルクＴａｌｔ０を算出する。
【００８８】
なお、指示部４２〜４５の処理は、図１１の指示部３２の処理実施後から指示部３３の処理実施前までの間に行うものとする。その後はフューエルカット実施条件を外れるまで図１５の指示部４６〜５１に示す処理を繰り返すこととなる。指示部４６ではエンジン回転数を検出し、指示部４７でインマニ圧を検出する。指示部４８ではポンプ損失マップと指示部４６で検出したエンジン回転数と指示部４７で検出したインマニ圧とを用いてポンプ損失Ｐｐを算出する。そして指示部４９では、指示部４４で算出したポンプ損失Ｐｐ０と指示部４８で算出したポンプ損失Ｐｐとからポンプ損失変動Ｐｐ’（＝Ｐｐ０−Ｐｐ）を算出する。
【００８９】
そして指示部５０では、指示部４５で算出したＡＬＴ負荷トルクＴａｌｔ０と指示部４９で算出したポンプ損失変動Ｐｐ’とから目標ＡＬＴ負荷トルクＴａｌｔ（＝Ｔａｌｔ０＋Ｋｐ×Ｐｐ’）を算出する。なお、係数Ｋｐはポンプ損失−トルク変換係数であり、例えばＡＬＴ負荷トルクＴａｌｔ０の単位が（Ｎｍ）、ポンプ損失変動Ｐｐ’の単位が（ｋＰａ）（平均有効圧）の場合は、Ｋｐ＝（Ｖｓ’×ｚ）／４πである（ここで、Ｖｓ’は気筒当りの排気量（Ｌ）、ｚは気筒数を示す）。
【００９０】
そして指示部５１では、目標ＦＲデューティマップと指示部４６で検出したエンジン回転数と指示部５０で算出した目標ＡＬＴ負荷トルクＴａｌｔとを用いて目標ＦＲデューティ値を算出し、オルタネータ３０へ送信する。なお、目標ＡＬＴ負荷トルクＴａｌｔが目標ＦＲデューティ値を最大にしたときのＡＬＴ負荷トルクよりも大きくなる等、目標ＦＲデューティ値を最大または最小にしても目標ＡＬＴ負荷トルクＴａｌｔを満たすことができないときは、目標ＦＲデューティ値でのＡＬＴ負荷トルクと目標ＡＬＴ負荷トルクＴａｌｔとの差が最小になる目標ＦＲデューティ値を算出し、オルタネータ３０へ送信するものとする。
【００９１】
そして図１５の指示部４６〜５１に示す処理をループ中に、フューエルカット実施条件を外れると指示部５２へ進む。指示部５２では、燃料噴射が再開されればフューエルカット時から燃料噴射再開までのオルタネータ制御は終了となり、通常のオルタネータ制御となるが、燃料噴射が再開されてないならば指示部５３へ進む。指示部５３では、エンジン回転数を検出する。そして、指示部５４では目標ＦＲデューティマップと指示部５３で検出したエンジン回転数とを用いて目標ＡＬＴ負荷トルクが最小となる目標ＦＲデューティ値を算出しオルタネータ３０へ送信する。
【００９２】
ここで、目標ＡＬＴ負荷トルクが最小となるようにオルタネータ３０を制御するのは以下の理由からである。フューエルカット実施条件に入った後にフューエルカット実施条件を外れるのは、ドライバがアクセルを踏み込むなどして現状より大きなトルクが要求される場合である。ところが、図１１の指示部３８〜４０で示したとおり、実Ｑａが目標Ｑａより大きい場合はそのまま燃料噴射を再開するとドライバが要求する以上にエンジン回転数が吹き上がることになるため、実Ｑａが目標Ｑａ以下となるまで燃料噴射は再開しないよう制御している。こうした場合、燃料噴射を再開するまでの間では、現状より大きなエンジン出力軸トルクが要求されているにもかかわらずエンジン出力軸トルクが増加しないことになる。そこで、燃料噴射を再開するまでの間に指示部５４でＡＬＴ負荷トルクを最小にして内燃機関の負荷を減少させることで幾分かエンジン出力軸トルクを増加させている。
【００９３】
以上の制御により、フューエルカット時にスロットル開度をスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域に制御してスロットル開度学習を実施する際に、ポンプ損失が変動して内燃機関の負荷変動を生じる問題を解決できる。
【００９４】
以上説明したように、実施の形態１に係る内燃機関の制御装置によれば、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し、吸入空気流量の可変制御を行うスロットル開度制御手段と、前記スロットルの大気側の圧力を大気圧として検出する大気圧検出手段もしくは大気圧推定手段、前記スロットルの前記内燃機関側の圧力を吸気管内圧として検出する吸気管内圧検出手段もしくは吸気管内圧推定手段、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もしくは吸気温推定手段、を含み、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて算出された目標吸入空気流量と前記大気圧と前記吸気管内圧と前記吸気温に基づいて前記スロットル開度制御手段の目標有効開口面積を算出する目標有効開口面積算出手段と、予め適合された前記スロットル開度制御手段の有効開口面積とスロットル開度との対応マップを用いて、前記目標有効開口面積から目標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、前記運転状態検出手段により検出された実吸入空気流量と前記大気圧と前記吸気管内圧と前記吸気温に基づいて前記スロットル開度制御手段の実有効開口面積を算出する実有効開口面積算出手段と、前記対応マップを用いて、前記実有効開口面積から学習用スロットル開度を算出する学習用スロットル開度算出手段と、前記目標スロットル開度と前記学習用スロットル開度の偏差に基づいて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、前記目標スロットル開度を前記スロットル開度学習値により補正した学習補正後目標スロットル開度により前記スロットルの開度を制御する学習補正後目標スロットル開度制御手段と、前記対応マップの有効開口面積軸に応じた学習領域毎でのスロットル開度学習の実施状況を判定するスロットル開度学習実施状況判定手段とを備え、前記スロットル開度学習実施状況判定手段を用いて、フューエルカット時に、スロットル開度学習が未完了である前記対応マップの有効開口面積軸に対応した学習領域を検出した場合は、スロットル開度学習が未完了の前記対応マップの有効開口面積軸から前記対応マップを用いて算出される前記目標スロットル開度を基に、前記学習補正後目標スロットル開度制御手段により前記スロットルの開度を制御してスロットル開度学習を実施することにより、フューエルカット時にスロットル学習値を算出して目標スロットルの補正が実施されるまでの間で目標吸入空気流量Ｑａに対する実吸入空気流量Ｑａのばらつきが大きい状態でも筒内の吸入空気を燃焼させていないのでドライバビリティ等への悪影響を小さくでき、スロットル開度をスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域に制御してスロットル開度学習を実施することで速やかにスロットル開度全域でスロットル開度学習を完了することができる。
【００９５】
また、フューエルカット条件に入った後でフューエルカット条件から外れた時に、前記実吸入空気流量が前記目標吸入空気流量に所定値８を加えた値より大きい場合は、前記目標吸入空気流量から前記目標有効開口面積を算出し、前記目標有効開口面積から前記対応マップを用いて算出される前記目標スロットル開度を基に学習補正後目標スロットル開度制御手段により前記スロットルを制御した後で、前記実吸入空気流量が前記目標吸入空気流量に所定値８を加えた値以下となった時点で燃料噴射を再開することにより、例えばフューエルカット時にスロットル開度が大きなところでスロットル開度学習を実施していたためにフューエルカット条件から外れたときに実吸入空気流量Ｑａが目標吸入空気流量Ｑａよりも大きくなった際に、ドライバが要求する以上にエンジン回転数が吹き上がるのを防ぐことができる。
【００９６】
また、フューエルカット時において、スロットル開度学習が未完了の前記対応マップの有効開口面積軸が複数ある場合は、そのなかで最も有効開口面積が小さくなる有効開口面積軸から前記対応マップを用いて算出されるスロットル開度を前記目標スロットル開度とすることにより、大抵の場合で全開付近のスロットル開度よりも使用頻度が高くなる全閉から中間開度付近のスロットル開度に対して早くスロットル開度学習を実施することで、スロットル開度学習が未完了であることによるドライバビリティ等への悪影響を小さくでき、さらにＣＡｔ’を目標ＣＡｔとすることでロングタイム学習値ＴＰＬを、図８に示すような目標ＣＡｔの前後のＣＡｔ軸までの比に応じた値にして前後のＣＡｔ軸に対応する学習領域に加算するのではなく、そのままＣＡｔ’に対応する学習領域に加算するので、より高精度なスロットル開度学習を実施することができる。
【００９７】
また、フューエルカット時において、前記スロットルの開度を制御してスロットル開度学習を実施する際に、吸入空気流量およびエンジン回転数等の変化によるポンプ損失の変動に応じて、前記内燃機関の発電機の駆動トルクを調節することで前記内燃機関の負荷変動を抑制し、スロットル開度学習を実施することにより、フューエルカット時にスロットル開度をスロットル開度学習が未完了のスロットル開度領域に制御する際にポンプ損失が変動して内燃機関の負荷変動が生じる問題に対しては、発電機の駆動トルクを調節して内燃機関の負荷変動を抑制することで解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を説明するための構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置のスロットル制御部を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るスロットル学習値の算出方法を概略的に示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るスロットル学習値の算出方法を概略的に示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るＣＡｔ−ＴＰマップと実際のＣＡｔ−ＴＰの関係のパターンを示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係るロングタイム学習値の格納方法を概略的に示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係るロングタイム学習値の格納方法を概略的に示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係るロングタイム学習値の単調増加処理を概略的に示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係るスロットル開度学習実施状況判定フラグマップを概略的に示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係るフューエルカット時から燃料噴射再開までのスロットル制御部を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係るＡＬＴ負荷トルクマップを概略的に示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る目標ＦＲデューティマップを概略的に示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係るポンプ損失マップを概略的に示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態１に係るフューエルカット時から燃料噴射再開までのオルタネータ制御部を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  エンジン（内燃機関）
２  エアフロセンサ
３  吸気温センサ
４  スロットル
５  スロットルポジションセンサ
６  サージタンク
７  インマニ圧センサ
８  ＥＧＲバルブ
９  ＥＣＵ
１０  大気圧センサ
１１  第１の指示部
１２  第２の指示部
１３  第３の指示部
１４  第４の指示部
１５  第５の指示部
１６  第６の指示部
１７  第７の指示部
１８  第８の指示部
１９  第９の指示部
２０  第１０の指示部
２１  第１１の指示部
２２  第１２の指示部
２３  第１３の指示部
２４  第１４の指示部
２５  第１５の指示部
２６  第１６の指示部
２７  第１７の指示部
２８  第１８の指示部
２９  第１９の指示部
３０  オルタネータ
３１  クランク角センサ
３２〜５４  指示部
５５  各種センサ
５６  各種アクチュエータ
【図１】
0004536104.tif 000009
【図２】
0004536104.tif 000010
【図３】
0004536104.tif 000011
【図４】
0004536104.tif 000012
【図５】
0004536104.tif 000013
【図６】
0004536104.tif 000014
【図７】
0004536104.tif 000015
【図８】
0004536104.tif 000016
【図９】
0004536104.tif 000017
【図１０】
0004536104.tif 000018
【図１１】
0004536104.tif 000019
【図１２】
0004536104.tif 000020
【図１３】
0004536104.tif 000021
【図１４】
0004536104.tif 000022
【図１５】
0004536104.tif 000023