JP2021085323A - スロットル制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スロットル開度を検出しなくてもエンジンの運転状態に応じてスロットル装置を適正に制御することができるスロットル制御装置を提供すること。【解決手段】スロットル装置７を制御するためのスロットル制御部５０ｂを備えるスロットル制御装置において、スロットル制御部５０ｂは、少なくともエンジン１の運転状態に応じた要求物理量ＲＧａに基づき目標物理量ＴＧａを設定し、検出される物理量Ｇａを目標物理量ＴＧａに一致させるようにＰＩＤ制御によりスロットル装置７をフィードバック制御するフィードバック制御部５２と、検出される物理量Ｇａに基づき、スロットル弁７ａの推定開度ＳＴＡを演算する推定開度演算部５１とを有し、推定開度演算部５１で演算された推定開度ＳＴＡを、エンジン１を制御するエンジン制御部５０ａへ出力する。【選択図】図２

Description

本開示は、エンジンに吸入される吸入空気量（吸気量）を調節するスロットル装置を制御するスロットル制御装置に関する。

スロットル制御装置として、例えば、特許文献１に記載されたスロットル制御装置が知られている。このスロットル制御装置は、スロットル装置（スロットル弁を含む）と、エンジン制御コンピュータと、吸気圧力を検出する吸気圧力センサ又は吸気量を検出するエアフローメータと、エンジン回転数を検出する回転数センサと、スロットル弁の開度（スロットル開度）を検出するスロットルセンサとを備えている。そして、エンジン制御コンピュータがスロットルセンサの異常を検出したときは、スロットルセンサから得られるスロットル開度に代えて、吸気量又は吸気圧力とエンジン回転数とから、スロットル開度を判定するようになっている。このようにして、スロットルセンサが故障しても、判定したスロットル開度に基づいてスロットル装置が制御される。

特開平６−９３９２３号公報

しかしながら、上記のスロットル制御装置の制御は、スロットルセンサが故障したときの応急的なものであり、スロットル装置をエンジンの運転状態等に応じて適正に制御することが困難である。すなわち、エンジンの要求出力に対して、吸入空気の慣性分の遅れや吸気脈動の影響が生じるため、スロットル開度を適正に制御することができないおそれがある。

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、スロットル開度を検出しなくてもエンジンの運転状態に応じてスロットル装置を適正に制御することができるスロットル制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
エンジンに吸入される吸気を調節するスロットル弁を含むスロットル装置と、
少なくとも前記エンジンの運転状態に係る物理量であって前記スロットル弁の開度に相関した前記開度以外の物理量を検出するための物理量検出部と、
検出される前記物理量に基づき前記スロットル装置を制御するためのスロットル制御部とを備えるスロットル制御装置において、
前記スロットル制御部は、
少なくとも前記エンジンの運転状態に応じた要求物理量に基づいて設定される目標物理量に、検出される前記物理量を一致させるようにＰＩＤ制御により前記スロットル装置をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
検出される前記物理量に基づき、前記スロットル弁の推定開度を演算する推定開度演算部と、を有し、
前記推定開度演算部で演算された前記推定開度を、前記エンジンを制御するエンジン制御部へ出力することを特徴とする。

このスロットル制御装置では、物理量検出部が、少なくともエンジンの運転状態に係る物理量であってスロットル弁の開度に相関した物理量を検出する。そして、フィードバック制御部が、少なくともエンジンの運転状態に応じた要求物理量に基づいて設定される目標物理量に、検出される物理量を一致させるようにＰＩＤ制御によりスロットル装置をフィードバック制御する。従って、スロットル装置を制御するためにスロットル弁の実際の開度を検出する必要がない。また、スロットル装置の制御において、検出される物理量をエンジンの運転状態を反映した目標物理量に一致させるようにＰＩＤ制御が行われるので、スロットル装置をエンジンの運転状態に合わせて制御することができる。

そして、このスロットル制御装置では、推定開度演算部が、検出される物理量に基づき、スロットル弁の推定開度を演算する。そして、推定開度演算部で演算された推定開度が、エンジンを制御するエンジン制御部へ出力される。これにより、スロットル弁の開度をエンジン等の制御に利用しているエンジンシステムに対して、このスロットル制御装置を適用することができる。

上記したスロットル制御装置において、
前記物理量検出部は、前記物理量としての吸気量又は吸気圧力とエンジン回転数を検出し、
前記推定開度演算部は、前記吸気量又は前記吸気圧力と前記エンジン回転数とに基づいて前記推定開度を演算すればよい。

こうすることにより、物理量検出部が、少なくともエンジンの運転状態に係り、スロットル弁の開度に相関した吸気量又は吸気圧力とエンジン回転数を検出する。そして、Ｆ／Ｂ制御部が、吸気量又は吸気圧力に基づき目標値を設定し、検出される吸気量又は吸気圧力を目標値に一致させるようにＰＩＤ制御によりスロットル装置をフィードバック制御する。従って、スロットル装置を制御するためにスロットル弁の実際の開度を検出しなくても、スロットル装置をエンジンの運転状態に合わせて適正に制御することができる。

そして、推定開度演算部が、吸気量とエンジン回転数、又は吸気圧力とエンジン回転数に基づき推定開度を演算する。そして、その推定開度がエンジン制御部に出力される。従って、スロットル弁の実際の開度を検出しなくても、スロットル弁の開度情報を利用してエンジンや変速機の制御を行うことができる。

また、上記したスロットル制御装置において、
吸気温度を検出する吸気温センサを備え、
前記スロットル制御部は、前記吸気温センサで検出された吸気温度から空気密度を演算し、演算した前記空気密度に基づき、前記推定開度演算部で演算された前記推定開度、又は前記推定開度演算部に入力される前記物理量を補正することが好ましい。

こうすることにより、吸気温度から演算した空気密度に基づき、推定開度演算部で演算された推定開度が補正される、又は推定開度演算部に入力される物理量が補正されるため、推定開度が適切に補正される。従って、適切に補正された推定開度をエンジン制御部に出力することができる。これにより、スロットル弁の開度をエンジン等の制御に利用しているエンジンシステムに対して、このスロットル制御装置を適用することにより、従来の制御システムを流用することができる。

また、上記したスロットル制御装置において、
前記エンジンの空燃比を検出するための空燃比センサを備え、
前記スロットル制御部は、前記空燃比センサで検出された空燃比に基づいて演算された前記エンジンの空燃比補正量に基づき、前記推定開度演算部で演算される前記推定開度、又は前記推定開度演算部に入力される前記物理量を補正することが好ましい。

こうすることにより、空燃比補正量に基づき推定開度又は推定開度を演算するための物理量が補正されるため、吸気量又は吸気圧力のずれによる推定開度のずれが適切に修正される。従って、適切に修正された推定開度をエンジン制御部に出力することができる。これにより、スロットル弁の開度をエンジン等の制御に利用しているエンジンシステムに対して、このスロットル制御装置を適用することにより、従来の制御システムを流用することができる。

また、上記したスロットル制御装置において、
前記スロットル制御部は、前記スロットル弁が全開であるときの吸気圧力に基づき、前記推定開度演算部で演算された前記推定開度を補正することが好ましい。

こうすることにより、スロットル弁が全開であるときの吸気圧力、つまり大気圧に基づき、推定開度演算部で演算された推定開度が補正される。従って、適切に補正された推定開度をエンジン制御部に出力することができる。これにより、スロットル弁の開度をエンジン等の制御に利用しているエンジンシステムに対して、このスロットル制御装置を適用することにより、従来の制御システムを流用することができる。

また、上記したスロットル制御装置において、
シリーズ式のハイブリッド車に搭載される場合に、前記スロットル制御部は、前記エンジンの停止時にモータリングにより前記エンジンを作動させて前記スロットル弁を全開にしたときの吸気圧力に基づき、前記推定開度演算部で演算された前記推定開度を補正することが好ましい。

こうすることにより、スロットル制御装置がシリーズ式のハイブリッド車に搭載される場合には、スロットル弁が全開であるときの吸気圧力、つまり大気圧に基づき、推定開度演算部で演算された推定開度が補正される。従って、適切に補正された推定開度をエンジン制御部に出力することができる。これにより、スロットル弁の開度をエンジン等の制御に利用しているエンジンシステムに対して、このスロットル制御装置を適用することにより、従来の制御システムを流用することができる。

また、上記したスロットル制御装置において、
前記スロットル制御部は、前記推定開度演算部で演算される前記推定開度又は前記推定開度演算部に入力される前記物理量に対して、前記スロットル弁の実際の開度又は前記物理量の実際の値と、前記推定開度演算部で演算される前記推定開度又は前記推定開度演算部に入力される前記物理量との間に生じる遅れを解消する遅れ補正を行うことが好ましい。

こうすることにより、推定開度演算部で演算される推定開度又は推定開度演算部に入力される物理量に対して遅れ補正が実施される。この遅れ補正により、スロットル弁の実際の開度又は物理量の実際の値と、推定開度演算部で演算される推定開度又は推定開度演算部に入力される物理量との間に生じる遅れが解消される。従って、適切に補正された推定開度をエンジン制御部に出力することができる。これにより、スロットル弁の開度をエンジン等の制御に利用しているエンジンシステムに対して、このスロットル制御装置を適用することにより、従来の制御システムを流用することができる。

また、上記したスロットル制御装置において、
前記物理量検出部は、前記物理量としての吸気量と吸気圧力とエンジン回転数とを検出し、
前記推定開度演算部は、
前記吸気量と前記エンジン回転数に基づき、第１の推定開度を演算する第１演算部と、
前記吸気圧力と前記エンジン回転数に基づき、第２の推定開度を演算する第２演算部と、を備え、
前記スロットル制御部は、前記第１演算部で演算された第１の推定開度と、前記第２演算部で演算された前記第２の推定開度とを、前記エンジン制御部に出力することが好ましい。

こうすることにより、エンジン制御部において、吸気量を検出する吸気量センサの検出値と第２演算部で演算された第２の推定開度に基づき、吸気量センサの故障を判定することができる。また、吸気圧力を検出する吸気圧センサの検出値と第１演算部で演算された第１の推定開度に基づき、吸気圧センサの故障を判定することができる。これにより、スロットル弁の開度を検出（使用）しなくても、吸気量センサと吸気圧センサの故障を判定することができる。

本開示によれば、スロットル開度を検出しなくてもエンジンの運転状態に応じてスロットル装置を適正に制御することができ、スロットル開度センサがなくても従来のシステムと同等の制御を行えるスロットル制御装置を提供することができる。

第１実施形態のスロットル制御装置を含むエンジンシステムの全体構成を示す概略構成図である。 スロットル制御装置の概略図である。 目標吸気量の設定処理の内容を示すフローチャートである。 全開学習の内容を示すフローチャートである。 スロットル制御の内容を示すフローチャートである。 ＰＩＤ制御の内容を示すフローチャートである。 スロットル開度と吸気量との関係（開度−吸気量特性）を示す図である。 第２実施形態のスロットル制御装置の概略図である。 吸気温補正の処理内容を示すフローチャートである。 第３実施形態のスロットル制御装置の概略図である。 推定開度の修正処理の内容を示すフローチャートである。 推定開度マップを示す図である。 第４実施形態のスロットル制御装置における大気圧補正処理の内容を示すフローチャートである。 第５実施形態のスロットル制御装置を含むエンジンシステムの全体構成を示す概略構成図である。 第５実施形態のスロットル制御装置における大気圧補正処理の内容を示すフローチャートである。 第６実施形態のスロットル制御装置の概略図である。 実際のスロットル開度と遅れ補正前の推定開度及び遅れ補正後の推定開度との関係を示す図である。 遅れ補正の内容を示すフローチャートである。 過補償係数とエンジン回転の関係を示す図である。 第７実施形態のスロットル制御装置の概略図である。 スロットル制御装置の変形例を示す図である。

［第１実施形態］
本開示に係る実施形態であるスロットル制御装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、車両に搭載されるエンジンシステムに対して適用した場合について説明する。

＜エンジンシステムの全体構成＞
本実施形態のスロットル制御装置が適用されるエンジンシステムは、図１に示すように、エンジン１を備えている。このエンジン１は、４サイクルのレシプロエンジンであり、燃焼室を含む複数の気筒２及びクランクシャフト３の他、周知の構成要素を含んでいる。エンジン１には、各気筒２に吸気を導入するための吸気通路４と、各気筒２から排気を導出するための排気通路５とが設けられている。吸気通路４の入口には、エアクリーナ６が設けられている。吸気通路４の途中には、サージタンク４ａが設けられ、そのサージタンク４ａの上流側にはスロットル装置７が設けられている。また、吸気通路４には、吸気の温度を検出する吸気温センサ４７が設けられている。吸気温センサ４７は、その検出値に応じた電気信号を出力する。

スロットル装置７は、エンジン１に吸入される吸気を調節するバタフライ弁より構成されるスロットル弁７ａと、スロットル弁７ａを開度可変に駆動するためのＤＣモータ８とを備えている。本実施形態のエンジンシステムには、スロットル弁７ａの開度（スロットル開度）を検出するためのスロットルセンサが設けられていない。スロットル装置７は、スロットル弁７ａを開閉させることにより、吸気通路４を流れる吸気量Ｇａを調節するようになっている。一方、排気通路５には、排気を浄化するための触媒９が設けられる。

吸気通路４には、エンジン１の各気筒２に対応して燃料を噴射するためのインジェクタ１０が設けられている。各インジェクタ１０は、燃料供給装置（図示略）から供給される燃料（ガソリン）を噴射するように構成されている。各気筒２では、各インジェクタ１０から噴射される燃料と吸気行程で吸気通路４から導入される吸気とにより可燃混合気が形成される。

エンジン１には、各気筒２のそれぞれに対応して点火プラグ１１が設けられている。各点火プラグ１１は、イグニッションコイル１２から出力される点火信号を受けてスパーク動作する。両部品１１，１２は、各気筒２にて可燃混合気に点火するための点火装置を構成する。各気筒２において、可燃混合気は、圧縮行程で各点火プラグ１１のスパーク動作により爆発・燃焼し、爆発行程が経過する。燃焼後の排気は、排気行程で各気筒２から排気通路５へ排出され、触媒９を流れて浄化され、外部へ排出される。これら一連の行程を繰り返すことで、エンジン１のクランクシャフト３が回転し、エンジン１に出力が得られる。また、本実施形態では、エンジン１をクランキング（始動）するためのスタータモータ１４が、クランクシャフト３に対し駆動連結されている。

エンジン１に対応して設けられる各種センサ等４１〜４６は、エンジン１の運転状態に係る物理量を検出するものである。運転席に設けられたアクセルペダル１６には、アクセルセンサ４１が設けられている。アクセルセンサ４１は、アクセルペダル１６の操作量である踏み込み角度をアクセル開度ＡＣＣとして検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン１に設けられた水温センサ４２は、エンジン１のシリンダブロック内部を流れる冷却水の温度（冷却水温度）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン１に設けられた回転数センサ４３は、クランクシャフト３の回転数（エンジン回転数）ＮＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアクリーナ６に設けられたエアフローメータ４４は、吸気通路４を流れる吸気量Ｇａを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。サージタンク４ａに設けられた吸気圧センサ４５は、サージタンク４ａ（吸気通路４）における吸気圧力ＰＭを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。排気通路５に設けられた空燃比センサ４６は、排気通路５へ排出される排気中の空燃比Ａ／Ｆを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。

ここで、各種センサ等４１〜４６のうち、回転数センサ４３、エアフローメータ４４及び吸気圧センサ４５は、少なくともエンジン１の運転状態に係る物理量であって、スロットル弁７ａの開度に相関したその開度以外の物理量を検出するための本開示における物理量検出部の一例に相当する。

このエンジンシステムは、エンジン１の運転を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）５０を備えている。ＥＣＵ５０には、エンジン１の制御を行うためのエンジン制御部５０ａと、スロットル装置７の制御を行うスロットル制御部５０ｂとが備わっている。ＥＣＵ５０には、各種センサ等４１〜４６がそれぞれ接続されている。また、ＥＣＵ５０には、スロットル装置７のＤＣモータ８、各インジェクタ１０及びイグニッションコイル１２がそれぞれ接続されている。周知のようにＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、各種メモリ、外部入力回路及び外部出力回路等を備えている。

本実施形態で、ＥＣＵ５０は、エンジン１を運転するために、各種センサ等４１〜４６からの電気信号に基づいてスロットル装置７（ＤＣモータ８）、各インジェクタ１０及びイグニッションコイル１２をそれぞれ制御するようになっている。つまり、エンジン制御部５０ａが、各インジェクタ１０及びイグニッションコイル１２を制御し、スロットル制御部５０ｂがスロットル装置７を制御する。そして、スロットル制御部５０ｂは、スロットルセンサを用いずにスロットル装置７を制御するために、所定のスロットル制御を実行するようになっている。

＜スロットル制御装置の構成＞
次に、本実施形態のスロットル制御装置について、図２を参照しながら説明する。本実施形態のスロットル制御装置は、図２に示すように、スロットル装置７とスロットル制御部５０ｂを備えている。スロットル装置７は、ケーシング１９を備え、ケーシング１９に形成されたボア２０は、その軸方向に同じ内径で形成されている。ボア２０には、バタフライ弁より構成されるスロットル弁７ａが回動可能に設けられている。スロットル弁７ａは、減速ギア２１を介してＤＣモータ８に駆動連結されている。

スロットル制御部５０ｂは、それぞれ電気回路で構成される、推定開度演算部５１とフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部５２とを備えている。推定開度演算部５１には、エアフローメータ４４により検出される吸気量Ｇａと、回転数センサ４３により検出されるエンジン回転数ＮＥが入力される。推定開度演算部５１は、入力された吸気量Ｇａとエンジン回転数ＮＥとに基づき、スロットル弁７ａの推定開度ＳＴＡを演算する。そして、推定開度演算部５１は、演算した推定開度ＳＴＡをエンジン制御部５０ａに出力する。

Ｆ／Ｂ制御部５２には、エアフローメータ４４により検出される吸気量Ｇａと、エンジン制御部５０ａから出力される目標吸気量ＴＧａとが入力される。目標吸気量ＴＧａは、エンジン制御部５０ａにおいて、図３に示す制御チャートに基づいて決定される。すなわち、エンジン制御部５０ａは、エアフローメータ４４で検出される吸気量Ｇａを取得する（ステップＳ１）。次に、エンジン制御部５０ａは、要求吸気量ＲＧａを求める（ステップＳ２）。すなわち、エンジン制御部５０ａは、例えば、アクセル開度ＡＣＣ、エンジン回転数ＮＥ、吸気圧力ＰＭのうち少なくとも１つのパラメータに基づき、エンジン１が要求している要求吸気量ＲＧａを求めることができる。そして、エンジン制御部５０ａは、要求吸気量ＲＧａに応じた目標吸気量ＴＧａを設定する（ステップＳ３）。

この目標吸気量ＴＧａの設定は、図４に示す制御チャートに基づいて行われる。すなわち、エンジン制御部５０ａは、要求吸気量ＲＧａが、スロットル弁７ａの全開近傍に対応した最大値Ｇａ１以上か否かを判断する（ステップＳ１１）。要求吸気量ＲＧａが最大値Ｇａ１以上である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、エンジン制御部５０ａは、初回、又は前回のステップ更新から所定時間以上経過したか否かを判断する（ステップＳ１２）。本実施形態のスロットル制御では、スロットル弁７ａを開弁するとき、その開度をステップ更新（段階的に更新）することから、この判断が行われる。一方、要求吸気量ＲＧａが最大値Ｇａ１未満の場合（Ｓ１１：ＮＯ）、エンジン制御部５０ａは、処理をステップＳ１４へ移行する。

Ｓ１２において、初回、又は前回のステップ更新から所定時間以上経過した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、エンジン制御部５０ａは、ステップ更新を行う。すなわち、エンジン制御部５０ａは、前回の目標吸気量ＴＧａＯに所定値Δａを加算することにより、新たな目標吸気量ＴＧａを求める。但し、目標吸気量ＴＧａは、要求吸気量ＲＧａ以下に制限する。一方、初回、又は前回のステップ更新から所定時間以上経過していない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、エンジン制御部５０ａは、処理をステップＳ１４へ移行する。

ここで、上記したＳ１１〜１３の処理では、エンジン制御部５０ａは、スロットル弁７ａの全開近傍に対応した吸気量Ｇａに対しては、目標吸気量ＴＧａを、所定時間ごとに所定値Δａずつ要求吸気量ＲＧａへ段階的に変化させるのである。

Ｓ１４では、エンジン制御部５０ａは、目標吸気量ＴＧａのステップ更新モードによる駆動中であるか否か、すなわち、Ｓ１３のステップ更新を行っているか否かを判断する。このとき更新中である場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、エンジン制御部５０ａは、ステップ更新から所定時間経過して吸気量Ｇａに変化がないか否かを判断する（ステップＳ１５）。つまり、スロットル弁７ａが全開になっているか否かを判断する。なお、更新中でない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、エンジン制御部５０ａは、この処理を終了する。

Ｓ１５において、吸気量Ｇａに変化がない場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、エンジン制御部５０ａは、ステップ更新を終了する（ステップＳ１６）。すなわち、エンジン制御部５０ａは、前回の目標吸気量ＴＧａＯから所定値Δａを減算することにより、新たな目標吸気量ＴＧａを求める。一方、吸気量Ｇａに変化がある場合（Ｓ１５：ＮＯ）、エンジン制御部５０ａは、この処理を終了する。

このようにＳ１１〜１６の処理により、エンジン制御部５０ａは、要求吸気量ＲＧａ（要求物理量）が、スロットル弁７ａが全開近傍以上になる状態に相当すると判断したときに目標吸気量ＴＧａ（目標物理量）をステップ的に増加させ、その後、検出される吸気量Ｇａ（物理量）に変化がないと判断したときに目標吸気量ＴＧａ（目標物理量）を１ステップ前の状態に戻すようになっている。つまり、スロットル弁７ａが全開になったときの目標吸気量ＴＧａが設定される。なお、「全開近傍以上」とは、全開近傍かつ全開未満（全開手前）の開度を意味する。

＜スロットル制御装置の制御内容＞
次に、本実施形態のスロットル制御装置における制御について、図５〜図７を参照しながら説明する。本実施形態では、スロットル制御部５０ｂが、図５及び図６に示す制御チャートに基づいてスロットル制御を行う。すなわち、スロットル制御部５０ｂにおいて、Ｆ／Ｂ制御部５２は、エアフローメータ４４で検出される吸気量Ｇａを取得する（ステップＳ２１）。また、Ｆ／Ｂ制御部５２は、エンジン制御部５０ａで設定された目標吸気量ＴＧａを取得する(ステップＳ２２）。そして、Ｆ／Ｂ制御部５２は、検出される吸気量Ｇａを目標吸気量ＴＧａに一致させるようにＰＩＤ制御によりスロットル装置７のＤＣモータをフィードバック制御する(ステップＳ２３）。具体的には、入力された吸気量Ｇａと目標吸気量ＴＧａとに基づきＦ／Ｂ制御量ＣＮｆｂを演算し、そのＦ／Ｂ制御量ＣＮｆｂに基づいてＤＣモータ８を制御する。

ここで、Ｆ／Ｂ制御部５２によるスロットル装置７におけるＤＣモータ８のＰＩＤ制御について、図６に示す制御チャートに基づいて説明する。まず、Ｆ／Ｂ制御部５２は、目標吸気量ＴＧａから、検出される吸気量Ｇａを減算することにより吸気量差ＤＧａを算出する（ステップＳ３１）。次に、Ｆ／Ｂ制御部５２は、所定の比例ゲインＫｐと吸気量差ＤＧａを乗算することにより比例項Ｖｐを算出する(ステップＳ３２）。また、Ｆ／Ｂ制御部５２は、マイナスの微分ゲイン−Ｋｄと吸気量の微分値ｄ（Ｇａ）／ｄｔを乗算することにより微分項Ｖｄを算出する（ステップＳ３３）。さらに、Ｆ／Ｂ制御部５２は、比例項Ｖｐと微分項Ｖｄとの和に積分ゲインＫｉを乗算した結果を積分することにより積分項Ｖｉを算出する（ステップＳ３４）。

そして、Ｆ／Ｂ制御部５２は、比例項Ｖｐ、微分項Ｖｄ及び積分項Ｖｉを加算することによりＦ／Ｂ制御量ＣＮｆｂを算出する（ステップＳ３５）。Ｆ／Ｂ制御部５２は、このＦ／Ｂ制御量ＣＮｆｂによりスロットル装置７のＤＣモータ８を制御する。ここで、目標吸気量ＴＧａが上記のように設定されるので、Ｆ／Ｂ制御部５２は、スロットル弁７ａが全開近傍の開度になるときは、吸気量Ｇａの変化を確認しながらスロットル弁７ａの開度をステップ的に増加させるためにスロットル装置７を制御することができる。一方、吸気量Ｇａが変化しない又は変化が減少するときは、スロットル制御部５０ｂは、スロットル弁７ａの開度を１ステップ前の状態に戻すようにスロットル装置７を制御することができる。これにより、スロットル弁７ａの開度が制御不能域に突入したときは、スロットル弁７ａの開度につき、１ステップの上げ下げを繰り返すことになる。この場合、制御不能域を上限としてスロットル装置７を制御することができる。

一方、推定開度演算部５１は、エアフローメータ４４で検出される吸気量Ｇａと、回転数センサ４３で検出されるエンジン回転数ＮＥとを取得する。そして、推定開度演算部５１は、取得した吸気量Ｇａとエンジン回転数ＮＥに基づき推定開度ＳＴＡを演算する。この推定開度ＳＴＡの演算は、例えば、図７に示すような推定開度マップを参照することにより、吸気量Ｇａとエンジン回転数ＮＥに応じた推定開度ＳＴＡを求めることができる。このマップによれば、推定開度ＳＴＡは、ある特定の吸気量Ｇａにおいてエンジン回転数ＮＥが増加するほど小さくなり、ある特定のエンジン回転数ＮＥにおいて吸気量Ｇａが増加するほど大きくなる。

そして、推定開度演算部５１は、求めた推定開度ＳＴＡをエンジン制御部５０ａへ出力する。エンジン制御部５０ａは、この推定開度ＳＴＡをスロットル開度としてエンジン１や車両の変速機などの制御に使用する。すなわち、エンジン制御部５０ａは、従来、スロットル開度センサで検出されるスロットル開度の代わりに、推定開度ＳＴＡを用いて各種制御を行う。これにより、スロットル弁７ａの開度（スロットル開度）をエンジンや変速機の制御に利用しているエンジンシステムに対して、スロットルセンサを不要とした本実施のスロットル制御装置を適用することができる。

以上のように、本実施形態のスロットル制御装置によれば、エアフローメータ４４は、少なくともエンジン１の運転状態に係る物理量であって、スロットル装置７のスロットル弁７ａの開度に相関しその開度以外の物理量としての吸気量Ｇａを検出する。そして、スロットル制御部５０ｂは、検出される吸気量Ｇａ（物理量）を、エンジン制御部５０ａにより、少なくともエンジン１の運転状態に応じた要求吸気量ＲＧａ（要求物理量）に基づき設定された目標吸気量ＴＧａ（目標物理量）に一致させるようにＰＩＤ制御によりスロットル装置７を制御する。従って、スロットル装置７を制御するためにスロットル弁７ａの実際の開度を検出する必要がない。また、スロットル装置７の制御において、検出される吸気量Ｇａ（物理量）をエンジン１の運転状態を反映した目標吸気量ＴＧａ（目標物理量）に一致させるようにＰＩＤ制御が行われるので、スロットル装置７をエンジン１の運転状態に合わせて制御することができる。また、エンジン１の運転制御に使用されるエアフローメータ４４により、物理量としての吸気量Ｇａ検出することで、スロットル制御部５０ｂによるスロットル装置７の制御が可能となる。このため、スロットルセンサを設けることなく、少なくともエンジン１の運転状態に応じてスロットル装置７を適正に制御することができる。この結果、スロットル制御装置の低コスト化、ハーネス（配線）の低減、小型化（車両搭載性の向上）を図ることができる。

また、推定開度演算部５１が、検出される吸気量Ｇａ及びエンジン回転数ＮＥ（物理量）に基づき、スロットル弁７ａの推定開度ＳＴＡを演算する。そして、推定開度演算部５１は、演算した推定開度ＳＴＡをエンジン制御部５０ａへ出力する。これにより、スロットルセンサで検出されるスロットル開度をエンジン等の制御に利用しているエンジンシステムに対して、従来の制御システムを変更することなく、本実施形態のスロットル制御装置を適用することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、推定開度ＳＴＡを補正する点が第１実施形態とは異なる。すなわち、第２実施形態では、吸気温度（空気密度）に基づき推定開度ＳＴＡを補正する。そこで、第１実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を適宜省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

＜スロットル制御装置の構成＞
まず、第２実施形態のスロットル制御装置の概略構成を、図８を参照しながら説明する。本実施形態のスロットル制御装置において、スロットル制御部５０ｂは、図８に示すように、推定開度演算部５１とＦ／Ｂ制御部５２の他に、吸気温補正部５３を備えている。この吸気温補正部５３には、吸気温センサ４７により検出される吸気温度Ｔｍと、推定開度演算部５１で演算された推定開度ＳＴＡとが入力される。そして、吸気温補正部５３は、吸気温度Ｔｍに基づいて推定開度ＳＴＡを補正し、補正後の推定開度ＳＴＡをエンジン制御部５０ａへ出力する。

＜推定開度の補正＞
ここで、推定開度ＳＴＡの演算に用いる吸気量Ｇａは、吸気温度Ｔｍに応じて増減する。すなわち、吸気温度Ｔｍが高いと空気密度が小さくなるため吸気量Ｇａは減少し、吸気温度Ｔｍが低いと空気密度が大きくなるため吸気量Ｇａは増加する。そのため、演算される推定開度ＳＴＡでは、実際のスロットル開度に対してずれが生じてしまう場合がある。そのため、本実施形態では、吸気温度Ｔｍに基づいて、演算される推定開度ＳＴＡを補正する。

そこで、吸気温補正部５３による推定開度ＳＴＡの補正処理について、図９に示す制御チャートを参照しながら説明する。まず、吸気温補正部５３は、推定開度演算部５１で演算された推定開度ＳＴＡを取得する（ステップＳ４１）。次に、吸気温補正部５３は、吸気温センサ４７で検出される吸気温度Ｔｍを取得し、吸気温度Ｔｍの関数ｆ（Ｔｍ）を吸気温度Ｔｍに基づく補正値Ｋｔとして設定する（ステップＳ４２）。補正値Ｋｔは、スロットル制御部５０ｂが、吸気温度Ｔｍから算出される空気密度に基づき別途演算したものである。補正値Ｋｔは、例えば、吸気温度Ｔｍが標準温度のときに「１」となり、標準温度より低くなるほど空気密度が大きくなるので「１」より小さく設定され、標準温度より高くなるほど空気密度が小さくなるので「１」より大きく設定される。

そして、吸気温補正部５３は、推定開度ＳＴＡに対する吸気温補正を行う（ステップＳ４３）。具体的に、吸気温補正部５３は、推定開度演算部５１で演算された推定開度ＳＴＡに補正値Ｋｔを乗じて、補正後の推定開度ＳＴＡを算出する。その後、吸気温補正部５３は、補正後の推定開度ＳＴＡをエンジン制御部５０ａに出力する。なお、Ｆ／Ｂ制御部５２によるスロットル装置７の制御は、第１実施形態と同様に行われる。

以上のように、本実施形態のスロットル制御装置によれば、第１実施形態と同様に、スロットルセンサを設けることなく、少なくともエンジン１の運転状態に応じてスロットル装置７を適正に制御することができる。また、エンジン制御部５０ａに対して、推定開度演算部５１で演算した推定開度ＳＴＡをそのまま出力するのではなく、吸気温補正部５３により吸気温度Ｔｍ（空気密度）に応じて補正した推定開度ＳＴＡを出力する。従って、エンジン制御部５０ａに対して、スロットルセンサで検出されるスロットル開度により近い推定開度ＳＴＡを出力することができる。これにより、スロットルセンサを設けなくても、エンジン１等を精度良く、つまりスロットルセンサを備える従来のシステムと同等に制御することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、推定開度ＳＴＡの演算方法が第１実施形態とは異なる。すなわち、第３実施形態では、空燃比Ａ／Ｆのずれに基づき推定開度ＳＴＡを修正する。そこで、第１実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を適宜省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

＜スロットル制御装置の構成＞
まず、第３実施形態のスロットル制御装置の概略構成を、図１０を参照しながら説明する。本実施形態のスロットル制御装置において、スロットル制御部５０ｂは、図１０に示すように、推定開度演算部５１とＦ／Ｂ制御部５２の他に、推定開度マップ修正部５４を備えている。推定開度マップ修正部５４には、空燃比補正量ＣＲｆａが入力される。推定開度マップ修正部５４は、入力された空燃比補正量ＣＲｆａに基づき推定開度マップのマップ値ＴＡｎｎを修正する。すなわち、推定開度演算部５１で推定開度ＳＴＡを演算するために参照される推定開度マップを、推定開度マップ修正部５４により修正するようになっている。そして、推定開度演算部５１は、修正された推定開度マップを参照することにより推定開度ＳＴＡを演算し、その推定開度ＳＴＡをエンジン制御部５０ａへ出力する。

＜推定開度の演算＞
ここで、推定開度マップ修正部５４による推定開度マップの修正処理について、図１１に示す制御チャートを参照しながら説明する。まず、推定開度マップ修正部５４は、空燃比補正量ＣＲｆａを取得する（ステップＳ５１）。なお、空燃比補正量ＣＲｆａは、スロットル制御部５０ｂが、空燃比センサ４６により検出される空燃比Ａ／Ｆに基づき別途演算したものである。次に、推定開度マップ修正部５４は、空燃比補正量ＣＲｆａの絶対値が所定値Ｋ１以上か否かを判断する（ステップＳ５２）。このとき、空燃比補正量ＣＲｆａの絶対値が所定値Ｋ１以上の場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、推定開度マップ修正部５４は、空燃比補正量ＣＲｆａの関数ｆ（ＣＲｆａ）を修正量ＦＡとして設定する（ステップＳ５３）。

そして、推定開度マップ修正部５４は、推定開度マップにおける該当するマップ値ＴＡｎｎに修正量ＦＡを加算することによりマップ値ＴＡｎｎを修正する（ステップＳ５４）。すなわち、推定開度マップ修正部５４は、図１２に示すように、吸気量Ｇａとエンジン回転数ＮＥとの関係からマップ値が設定される推定開度マップにおいて、該当するマップ値ＴＡｎｎに修正量ＦＡを加えて、修正マップ値を求める。一方、空燃比補正量ＣＲｆａの絶対値が所定値Ｋ１未満の場合（Ｓ５２：ＮＯ）、推定開度マップ修正部５４は、この処理を終了する。つまり、マップ値ＴＡｎｎは修正されない。その後、推定開度演算部５１は、推定開度ＳＴＡをエンジン制御部５０ａに出力する。なお、Ｆ／Ｂ制御部５２によるスロットル装置７の制御は、第１実施形態と同様に行われる。

以上のように、本実施形態のスロットル制御装置によれば、第１実施形態と同様に、スロットルセンサを設けることなく、少なくともエンジン１の運転状態に応じてスロットル装置７を適正に制御することができる。また、エンジン制御部５０ａに対して、推定開度演算部５１で演算した推定開度ＳＴＡをそのまま出力するのではなく、推定開度マップ修正部５４により空燃比Ａ／Ｆに基づいて修正した推定開度ＳＴＡを出力する。すなわち、吸気量Ｇａのずれによる推定開度ＳＴＡのずれが修正される。従って、エンジン制御部５０ａに対して、スロットルセンサで検出されるアクセル開度により近い推定開度ＳＴＡを出力することができる。これにより、スロットルセンサを設けなくても、エンジン１等を精度良く、つまりスロットルセンサを備える従来のシステムと同等に制御することができる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、第１実施形態と装置構成は同じであるが、推定開度演算部５１における推定開度ＳＴＡの演算方法が第１実施形態とは異なる。すなわち、第４実施形態では、推定開度ＳＴＡを大気圧に基づいて補正する。そこで、第１実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を適宜省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

＜推定開度の演算＞
スロットル制御部５０ｂにおける推定開度の演算処理について、図１３に示す制御チャートを参照しながら説明する。まず、スロットル制御部５０ｂは、スロットル弁７ａが全開であるか否かを判断する（ステップＳ６１）。スロットル弁７ａの全開判断は、エンジン制御部５０ａが図４のＳ１６を実行したか否かにより行われる。例えば、Ｓ１６の処理が実行されると全開フラグがＯＮされ、その全開フラグがＯＮであるか否かにより判断することができる。

そして、スロットル弁７ａが全開である場合（Ｓ６１：ＹＥＳ）、スロットル制御部５０ｂは、吸気圧センサ４５で検出される吸気圧力ＰＭを取得し、この吸気圧力ＰＭを大気圧ＡＰとする（ステップＳ６２）。そして、スロットル制御部５０ｂは、推定開度演算部５１で演算された推定開度ＳＴＡを大気圧補正する（ステップＳ６３）。具体的に、スロットル制御部５０ｂは、演算された推定開度ＳＴＡに、大気圧ＡＰ／標準気圧ＳＡの関数ｆ（ＡＰ／ＳＡ）を補正値として乗じ、補正後の推定開度ＳＴＡを算出する。これにより、例えば高地の場合、大気圧ＡＰが小さくなるため、推定開度ＳＴＡが大きくなるように（開き側へ）修正される。その後、推定開度演算部５１から補正後の推定開度ＳＴＡがエンジン制御部５０ａに出力される。なお、Ｆ／Ｂ制御部５２によるスロットル装置７の制御は、第１実施形態と同様に行われる。

以上のように、本実施形態のスロットル制御装置によれば、第１実施形態と同様に、スロットルセンサを設けることなく、少なくともエンジン１の運転状態に応じてスロットル装置７を適正に制御することができる。また、エンジン制御部５０ａに対して、推定開度演算部５１で演算した推定開度ＳＴＡをそのまま出力するのではなく、大気圧ＡＰに応じて補正した推定開度ＳＴＡを出力する。従って、エンジン制御部５０ａに対して、スロットルセンサで検出されるスロットル開度により近い推定開度ＳＴＡを出力することができる。これにより、スロットルセンサを設けずに高地などにおいても、エンジン１等を精度良く、つまりスロットルセンサを備える従来のシステムと同等に制御することができる。

［第５実施形態］
次に、第５実施形態について説明する。第５実施形態は、シリーズ式のハイブリッド車（ＨＶ車）に搭載されるエンジンシステムに対して適用した場合について説明する。シリーズ方式のＨＶ車は、基本的にはバッテリの電力で走行用モータを駆動して走行し、バッテリの電力が少なくなるとエンジンで発電機を駆動して発電し、その電力で走行用モータを駆動して走行するようになっている。なお、第１実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を適宜省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

＜ＨＶ車のエンジンシステムの全体構成＞
本実施形態のＨＶ車のエンジンシステムは、図１４に示すように、第１実施形態のエンジンシステムの構成に加えて、発電機３１と、インバータ３２と、バッテリ３３と、走行用モータ３４とを備えている。そして、本実施形態のＨＶ車では、エンジン１により発電機３１を駆動させて発電し、その電力をインバータ３２を介してバッテリ３３に充電すると共に、その電力を走行用モータ３４に供給し、駆動輪（図示略）を駆動させて車両を走行させるようになっている。

＜スロットル制御装置の構成及び制御内容＞
本実施形態のスロットル制御装置は、第１実施形態と同じである。そして、本実施形態のスロットル制御装置におけるスロットル装置の制御も、基本的に第１実施形態に例示した方法を実施することができる。これにより、スロットルセンサを設けることなく、少なくともエンジン１の運転状態に応じてスロットル装置７を適正に制御することができる。

＜推定開度の演算＞
ここで、スロットル制御部５０ｂにおける推定開度の演算処理について、第１実施形態を実施することもできるが、本実施形態では、シリーズ式のＨＶ車にて実施可能な推定開度ＳＴＡの補正を行う演算処理について説明する。そこで、推定開度演算部５１における推定開度の演算処理について、図１５に示す制御チャートを参照しながら説明する。まず、スロットル制御部５０ｂは、前回の全開学習から一定時間又は１トリップ以上が経過したか否かを判断する（ステップＳ７１）。前回の全開学習から一定時間又は１トリップ以上が経過していた場合（Ｓ７１：ＹＥＳ）、スロットル制御部５０ｂは、エンジン１が非作動（充電要求無し）か否かを判断する（ステップＳ７２）。スロットル制御部５０ｂは、この判断を、例えば、エンジン回転数ＮＥ又はバッテリ３３の充電量に基づいて行うことができる。一方、前回の全開学習から一定時間又は１トリップ以上が経過していない場合（Ｓ７１：ＮＯ）、スロットル制御部５０ｂは、この処理を終了する。

次に、スロットル制御部５０ｂは、モータリングでエンジン１を作動させ、フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御量ＣＮｆｂのデューティ値ＤＶに制限を加えてスロットル弁７ａを全開まで作動させて全開学習を行う（ステップＳ７３）。具体的には、全開相当の吸気量Ｇａを目標吸気量ＴＧａとして学習するのである。

続いて、スロットル制御部５０ｂは、所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ７４）。このとき、所定時間が経過している場合（Ｓ７４：ＹＥＳ）、スロットル制御部５０ｂは、吸気圧センサ４５で検出される吸気圧力ＰＭを取得し、この吸気圧力ＰＭを大気圧ＡＰとする（ステップＳ７５）。一方、所定時間が経過していない場合（Ｓ７４：ＮＯ）、スロットル制御部５０ｂは、この処理を終了する。

そして、スロットル制御部５０ｂは、推定開度演算部５１で演算された推定開度ＳＴＡを大気圧補正する（ステップＳ７６）。具体的に、スロットル制御部５０ｂは、演算された推定開度ＳＴＡに、大気圧ＡＰ／標準気圧ＳＡの関数ｆ（ＡＰ／ＳＡ）を補正値として乗じ、補正後の推定開度ＳＴＡを算出する。その後、推定開度演算部５１から補正後の推定開度ＳＴＡがエンジン制御部５０ａに出力される。

以上のように、本実施形態のスロットル制御装置によれば、第１実施形態と同様に、スロットルセンサを設けることなく、少なくともエンジン１の運転状態に応じてスロットル装置７を適正に制御することができる。また、エンジン制御部５０ａに対して、推定開度演算部５１で演算した推定開度ＳＴＡをそのまま出力するのではなく、大気圧ＡＰに応じて補正した推定開度ＳＴＡを出力する。従って、エンジン制御部５０ａに対して、スロットルセンサで検出されるスロットル開度により近い推定開度ＳＴＡを出力することができる。これにより、スロットルセンサを設けなくても、エンジン１等を精度良く、つまりスロットルセンサを備える従来のシステムと同等に制御することができる。

［第６実施形態］
次に、第６実施形態について説明する。第６実施形態では、推定開度ＳＴＡを補正する点が第１実施形態とは異なる。すなわち、第６実施形態では、推定開度ＳＴＡに対して遅れ補正を行う。そこで、第１実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を適宜省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

＜スロットル制御装置の構成＞
まず、第６実施形態のスロットル制御装置の概略構成を、図１６を参照しながら説明する。本実施形態のスロットル制御装置において、スロットル制御部５０ｂは、図１６に示すように、推定開度演算部５１とＦ／Ｂ制御部５２の他に、遅れ補正部５５を備えている。この遅れ補正部５５は、推定開度演算部５１で演算される推定開度ＳＴＡを実際のスロットル開度に近づけるための遅れ補正（補償）を行い、遅れ補正が行われた推定開度ＳＴＡをエンジン制御部５０ａへ出力する。

＜推定開度の補正＞
ここで、推定開度ＳＴＡの演算に用いる吸気量Ｇａの変化は、実際のスロットル開度の変化より遅れて生じる。そのため、図１７に示すように、演算される推定開度ＳＴＡ（一点鎖線）は、実際のスロットル開度ＴＡａｃｔ（実線）に対して遅れが生じてしまう。そのため、本実施形態では、演算される推定開度ＳＴＡに対して遅れ補正を行う。

そこで、遅れ補正部５５による推定開度ＳＴＡの遅れ補正処理について、図１８に示す制御チャートを参照しながら説明する。まず、遅れ補正部５５は、推定開度演算部５１で演算された推定開度ＳＴＡを取得する（ステップＳ８１）。次に、遅れ補正部５５は、過補償値Ｃｏｃを演算する（ステップＳ８２）。具体的に、遅れ補正部５５は、時刻ｉ−１から時刻ｉまでの推定開度の差分（変化量）を算出し、その差分（変化量）に過補償係数Ｋｏｃを乗じて過補償値Ｃｏｃを求める。過補償係数Ｋｏｃは、例えば、図１９に示すような過補償係数マップを参照することにより、エンジン回転数ＮＥに応じて求めることができる。このマップによれば、過補償係数Ｋｏｃは、標準回転数（例えば３０００ｒｐｍ）にて、例えば「５」と設定され、エンジン回転数ＮＥが低いほど吸気量Ｇａの時間的変化は遅くなるため大きくなり、エンジン回転数ＮＥが高いほど吸気量Ｇａの時間的変化は速くなるため小さくなる。

そして、遅れ補正部５５は、推定開度ＳＴＡに対する遅れ補正を行った補正後の推定開度ＳＴＡｅｓｔを演算する（ステップＳ８３）。具体的に、遅れ補正部５５は、推定開度演算部５１で演算された推定開度ＳＴＡｉに過補償値Ｃｏｃを加算する。これにより、図１７に示すように、演算される推定開度ＳＴＡ（一点鎖線）は、遅れ補正が行われて推定開度ＳＴＡｅｓｔ（破線）に補正され、実際のスロットル開度ＴＡａｃｔとほぼ同じになる。その後、遅れ補正部５５は、補正後の推定開度ＳＴＡｅｓｔをエンジン制御部５０ａに出力する。なお、Ｆ／Ｂ制御部５２によるスロットル装置７の制御は、第１実施形態と同様に行われる。

以上のように、本実施形態のスロットル制御装置によれば、第１実施形態と同様に、スロットルセンサを設けることなく、少なくともエンジン１の運転状態に応じてスロットル装置７を適正に制御することができる。また、エンジン制御部５０ａに対して、推定開度演算部５１で演算した推定開度ＳＴＡをそのまま出力するのではなく、遅れ補正部５５により遅れ補正を行った推定開度ＳＴＡｅｓｔを出力する。従って、エンジン制御部５０ａに対して、スロットルセンサで検出されるスロットル開度とほぼ同じの推定開度ＳＴＡｅｓｔを出力することができる。これにより、スロットルセンサを設けなくても、エンジン１等を精度良く、つまりエンジン制御部の制御内容を変更することなくスロットルセンサを備える従来のシステムと同等に制御することができる。

［第７実施形態］
最後に、第７実施形態について説明する。第７実施形態では、推定開度演算部５１の構成が第１実施形態とは異なる。すなわち、第７実施形態では、推定開度演算部５１が２種類の推定開度ＳＴＡ１、ＳＴＡ２を演算する。そこで、第１実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を適宜省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

＜スロットル制御装置の構成＞
第７実施形態のスロットル制御装置の概略構成を、図２０を参照しながら説明する。本実施形態のスロットル制御装置において、推定開度演算部５１は、第１推定開度演算部５１ａと、第２推定開度演算部５１ｂとを備えている。第１推定開度演算部５１ａには、エアフローメータ４４により検出される吸気量Ｇａと、回転数センサ４３により検出されるエンジン回転数ＮＥが入力される。第１推定開度演算部５１ａは、入力された吸気量Ｇａとエンジン回転数ＮＥとに基づき、スロットル弁７ａの推定開度ＳＴＡ１を演算する。そして、第１推定開度演算部５１ａは、演算した推定開度ＳＴＡ１をエンジン制御部５０ａに出力する。

また、第２推定開度演算部５１ｂには、吸気圧センサ４５により検出される吸気圧力ＰＭと、回転数センサ４３により検出されるエンジン回転数ＮＥが入力される。第２推定開度演算部５１ｂは、入力された吸気圧力ＰＭとエンジン回転数ＮＥとに基づき、スロットル弁７ａの推定開度ＳＴＡ２を演算する。そして、第２推定開度演算部５１ｂは、演算した推定開度ＳＴＡ２をエンジン制御部５０ａに出力する。

つまり、推定開度演算部５１は、２つの推定開度ＳＴＡ１とＳＴＡ２をエンジン制御部５０ａに出力する。なお、Ｆ／Ｂ制御部５２によるスロットル装置７の制御は、第１実施形態と同様に行われる。また、本実施形態では、Ｆ／Ｂ制御部５２に、吸気量Ｇａと目標吸気量ＴＧａを入力しているが、吸気圧力ＰＭと目標吸気圧力ＴＰＭを入力してもよい。

これにより、エンジン制御部５０ａにおいて、エアフローメータ４４で検出される吸気量Ｇａと第２推定開度演算部５１ｂで演算された第２推定開度ＳＴＡ２に基づき、エアフローメータ４４の故障を判定することができる。例えば、第２推定開度ＳＴＡ２が大きくなっているのに吸気量Ｇａに変化がない（増加しない）場合などに、エアフローメータ４４が故障していると判定することができる。

また、吸気圧センサ４５で検出される吸気圧力ＰＭと第１推定開度演算部５１ａで演算された第１推定開度ＳＴＡ１に基づき、吸気圧センサ４５の故障を判定することができる。これにより、スロットル弁の開度を検出（使用）しなくても、吸気圧センサ４５の故障を判定することができる。例えば、第２推定開度ＳＴＡ２が大きくなっているのに吸気圧力ＰＭに変化がない（低下しない）場合などに、吸気圧センサ４５が故障していると判定することができる。

そして、エアフローメータ４４又は吸気圧センサ４５が故障していると判定した場合には、Ｆ／Ｂ制御部５２において、故障していないセンサで検出される物理量（つまり、エアフローメータ４４が故障した場合は吸気圧力ＰＭ、吸気圧センサ４５が故障した場合は吸気量Ｇａ）に基づいてスロットル装置７の制御が行われる。これにより、エアフローメータ４４又は吸気圧センサ４５が故障した場合でも、エンジン１の運転状態に応じてスロットル装置７を適正に制御することができる。

以上のように、本実施形態のスロットル制御装置によれば、第１実施形態と同様に、スロットルセンサを設けることなく、少なくともエンジン１の運転状態に応じてスロットル装置７を適正に制御することができる。そして、推定開度演算部５１は、エンジン制御部５０ａに対して、第１推定開度演算部５１ａで吸気量Ｇａとエンジン回転数ＮＥに基づき演算した第１推定開度ＳＴＡ１と、第２推定開度演算部５１ｂで吸気圧力ＰＭとエンジン回転数ＮＥに基づき演算した第２推定開度ＳＴＡ２とを出力する。これにより、エンジン制御部５０ａにおいて、エアフローメータ４４又は吸気圧センサ４５の故障を検出することができ、いずれかのセンサが故障した場合でも、エンジン１の運転状態に応じてスロットル装置７を適正に制御することができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記の実施形態では、Ｆ／Ｂ制御部５２に目標吸気量ＴＧａと、吸気量Ｇａを入力し、Ｆ／Ｂ制御部５２において、吸気量Ｇａを目標吸気量ＴＧａに一致させるようにスロットル装置７を制御する場合を例示した。しかしながら、図２１に示すように、Ｆ／Ｂ制御部５２に、エンジン制御部５０ａで演算される目標開度ＴＴＡと、推定開度演算部５１で演算される推定開度ＳＴＡを入力し、Ｆ／Ｂ制御部５２において、推定開度ＳＴＡを目標開度ＴＴＡに一致させるようにスロットル装置７を制御することもできる。

また、上記の実施形態では、Ｆ／Ｂ制御部５２に入力される本開示の「物理量」及び「要求物理量」を吸気量Ｇａ及び目標吸気量ＴＧａとした場合を例示しているが、これらの代わりに、吸気圧力ＰＭ及び目標吸気圧力ＴＰＭを、Ｆ／Ｂ制御部５２に入力するようにしてもよい。

また、上記の第２実施形態では、推定開度演算部５１で演算された推定開度ＳＴＡを、吸気温補正部５３により吸気温度Ｔｍ（空気密度）に基づき補正しているが、推定開度演算部５１に入力される物理量（吸気量Ｇａや吸気圧力ＰＭ）を吸気温度Ｔｍ（空気密度）に基づき補正し、推定開度演算部５１において補正した物理量（吸気量Ｇａや吸気圧力ＰＭ）を用いて推定開度ＳＴＡを演算するようにしてもよい。

また、上記の第３実施形態では、推定開度マップ修正部５４により空燃比Ａ／Ｆに基づいてマップ値を修正しているが、推定開度演算部５１で演算された推定開度ＳＴＡを空燃比Ａ／Ｆに基づいて直接修正するようにしてもよい。あるいは、空燃比Ａ／Ｆに基づいてマップ値ではなく、マップのパラメータ（つまり、推定開度ＳＴＡを演算するために推定開度演算部５１に入力される吸気量Ｇａ）を修正することにより推定開度ＳＴＡを修正することもできる。

また、上記の第６実施形態では、推定開度演算部５１で演算された推定開度ＳＴＡに対して、遅れ補正部５５により遅れ補正を行っているが、推定開度演算部５１に入力される物理量（吸気量Ｇａや吸気圧力ＰＭ）に対して遅れ補正を行い、推定開度演算部５１において遅れ補正した物理量（吸気量Ｇａや吸気圧力ＰＭ）を用いて推定開度ＳＴＡを演算するようにしてもよい。

７ スロットル装置
７ａ スロットル弁
８ ＤＣモータ
４３ 回転数センサ
４４ エアフローメータ
４５ 吸気圧センサ
４６ 空燃比センサ
４７ 吸気温センサ
５０ ＥＣＵ
５０ａ エンジン制御部
５０ｂ スロットル制御部
５１ 推定開度演算部
５１ａ 第１推定開度演算部
５１ｂ 第２推定開度演算部
５２ Ｆ／Ｂ制御部
５３ 吸気温補正部
５４ 推定開度マップ修正部
５５ 遅れ補正部

Claims (8)

1. エンジンに吸入される吸気を調節するスロットル弁を含むスロットル装置と、
   少なくとも前記エンジンの運転状態に係る物理量であって前記スロットル弁の開度に相関した前記開度以外の物理量を検出するための物理量検出部と、
   検出される前記物理量に基づき前記スロットル装置を制御するためのスロットル制御部とを備えるスロットル制御装置において、
   前記スロットル制御部は、
   少なくとも前記エンジンの運転状態に応じた要求物理量に基づいて設定される目標物理量に、検出される前記物理量を一致させるようにＰＩＤ制御により前記スロットル装置をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
   検出される前記物理量に基づき、前記スロットル弁の推定開度を演算する推定開度演算部と、を有し、
   前記推定開度演算部で演算された前記推定開度を、前記エンジンを制御するエンジン制御部へ出力する
   ことを特徴とするスロットル制御装置。
2. 請求項１に記載するスロットル制御装置において、
   前記物理量検出部は、前記物理量としての吸気量又は吸気圧力とエンジン回転数を検出し、
   前記推定開度演算部は、前記吸気量又は前記吸気圧力と前記エンジン回転数とに基づいて前記推定開度を演算する
   ことを特徴とするスロットル制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載するスロットル制御装置において、
   吸気温度を検出する吸気温センサを備え、
   前記スロットル制御部は、前記吸気温センサで検出された吸気温度から空気密度を演算し、演算した前記空気密度に基づき、前記推定開度演算部で演算された前記推定開度、又は前記推定開度演算部に入力される前記物理量を補正する
   ことを特徴とするスロットル制御装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載するスロットル制御装置において、
   前記エンジンの空燃比を検出するための空燃比センサを備え、
   前記スロットル制御部は、前記空燃比センサで検出された空燃比に基づいて演算された前記エンジンの空燃比補正量に基づき、前記推定開度演算部で演算される前記推定開度、又は前記推定開度演算部に入力される前記物理量を補正する
   ことを特徴とするスロットル制御装置。
5. 請求項１又は請求項２に記載するスロットル制御装置において、
   前記スロットル制御部は、前記スロットル弁が全開であるときの吸気圧力に基づき、前記推定開度演算部で演算された前記推定開度を補正する
   ことを特徴とするスロットル制御装置。
6. 請求項５に記載するスロットル制御装置において、
   シリーズ式のハイブリッド車に搭載される場合に、前記スロットル制御部は、前記エンジンの停止時にモータリングにより前記エンジンを作動させて前記スロットル弁を全開にしたときの吸気圧力に基づき、前記推定開度演算部で演算された前記推定開度を補正する
   ことを特徴とするスロットル制御装置。
7. 請求項１又は請求項２に記載するスロットル制御装置において、
   前記スロットル制御部は、前記推定開度演算部で演算される前記推定開度又は前記推定開度演算部に入力される前記物理量に対して、前記スロットル弁の実際の開度又は前記物理量の実際の値と、前記推定開度演算部で演算される前記推定開度又は前記推定開度演算部に入力される前記物理量との間に生じる遅れを解消する遅れ補正を行う
   ことを特徴とするスロットル制御装置。
8. 請求項１に記載するスロットル制御装置において、
   前記物理量検出部は、前記物理量としての吸気量と吸気圧力とエンジン回転数とを検出し、
   前記推定開度演算部は、
   前記吸気量と前記エンジン回転数に基づき、第１の推定開度を演算する第１演算部と、
   前記吸気圧力と前記エンジン回転数に基づき、第２の推定開度を演算する第２演算部と、を備え、
   前記スロットル制御部は、前記第１演算部で演算された第１の推定開度と、前記第２演算部で演算された前記第２の推定開度とを、前記エンジン制御部に出力する
   ことを特徴とするスロットル制御装置。

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