JP4292209B2 - エンジンの制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、内燃エンジンの制御装置および制御方法に関し、さらに詳細には、電子制御スロットルを搭載した自動車用エンジンにおいて、トルクベース型のエンジン制御を行う制御装置および制御方法に関するものである。

電子制御スロットルを有する自動車用のエンジンの制御方式として、アクセル開度とエンジン回転数を基に、目標エンジントルクを演算し、目標エンジントルクと、別に定められた目標空燃比の双方を実現するように、スロットル制御、燃料制御、点火制御等を行う、トルクベース（トルクデマンド）型のエンジン制御を行うことが実用化されている。
このトルクベース型エンジン制御は、成層リーン燃焼システムにおける均質燃焼と成層燃焼の切替時のトルク段差を低減できることができ、その他、目標エンジントルクを演算するロジックに、外部要求トルク用のインターフェースを追加するにより、トラクションコントロールやオートクルーズ、オートマチックトランスミッション等の外部デバイスから要求されるエンジントルクをスムーズに処理することができると云う利点を有する。
制御対象であるエンジントルクは燃料噴射量に依存する。燃料噴射量は、エアフロセンサで計測される（あるいは吸気圧センサの出力値より推定される）吸入空気量をベースに、所望の空燃比を実現するように決定される。このため、吸入空気量とエンジントルクは密接な関係がある。
従って、筒内圧センサや軸トルクセンサ等によって発生トルクを直接に計測しなくとも、空燃比や点火時期等に関する情報を加味すれば、エアフロセンサで計測される実空気量を基に、実発生トルクを推定することが可能である。
特に、目標空燃比Ａ／Ｆ＝１４．７に固定されるストイキ空燃比システムで、且つ点火時期がＭＢＴ：Ｍｉｎｉｍｕｍ ｓｐａｒｋ ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ（ミニマム・アドバンス・フォア・ベストトルク）近傍に設定されている場合、エンジントルクは吸入空気量にほぼ比例することから、実空気量と実発生トルクの相互の変換は、より容易となる。
トルクベース型エンジン制御においては、目標エンジントルクと実発生トルクが一致するように、各種エンジントルク操作量を設定することが行われる。代表的なエンジントルク操作量として、目標エンジントルクに対応する目標スロットル開度が挙げられる。これは、エンジン試験データなどで得られた目標トルク（あるいは目標空気量）と目標スロットル開度との関係を基に、設定することができる。
しかしながら、後述するようなトルク誤差に関係する各種の外乱が発生した場合には、外乱がない適合時に設定した目標トルク（目標空気量）と目標スロットル開度との関係が崩れ、目標空気量と実吸入空気量との間に偏差（ずれ）が生じる。この結果として、目標エンジントルクと実発生トルクの間に偏差が生じることになる。
トルク誤差に関係する外乱とは、例えば、エンジン本体や補機類の機差や、気温や高度などの環境変化に伴う空気密度変化、経年変化により発生するエアクリーナーやスロットルチャンバー付着した汚れ等である。
この課題に対して、例えば、日本国特許庁公報の特開２０００−７３８３１号公報には、アイドル運転時において、目標空気量と実吸入空気量との間の偏差を解消するように、目標スロットル開度を補正する手法が記述されている。
しかし、アクセル開度から目標スロットル開度算出までの流れに注目すると、アクセル開度→目標トルク→・・→目標空気量→・・→目標スロットル開度となるため、アクセル開度と目標トルクとの関係を修正せず、目標トルク（あるいは目標空気量）と目標スロットル開度との関係のみを修正すると、結果として、アクセル開度と目標スロットル開度との関係が崩れることになる。
例えば、データ適合時において、アクセル全開時にスロットルが全開となるような設定であっても、目標トルク（目標空気量）と目標スロットル開度との関係のみを修正した後には、アクセル開度と目標スロットル開度との関係が崩れ、アクセル全開前にスロットルが全開となる、あるいはアクセル全開時においてもスロットルが全開にならないといった不具合が発生する可能性が高くなる。
さらに、この問題を解決する方法として、日本国特許庁公報の特開平１０−１４１１０３号公報や特開２００１−４７８９２号公報では、吸気温センサと大気圧センサの情報と空気密度に関する理論式を用いて、その環境下における発生トルクを推定算出し、その値を基に、アクセル開度と目標トルクの関係と、目標トルク（目標空気量）と目標スロットル開度の関係の双方を修正する方法が提案されている。
しかし、これら公報に記載された技術では、吸気温センサや大気圧センサを用いて目標トルクに関する補正を行っているため、吸気温センサ、大気圧センサが必須で、これらのセンサは、必ずしもエンジシ搭載の車両に装着されているとは限らず、これらセンサを備えていない車両においては、補正ロジックを適用できない。
また、この補正ロジックは、実発生トルクに非常に相関の高いエアフロセンサより得られる実空気量の情報があるにも拘わらず、これを使用せず、空気密度に関する理論式を用いて間接的に目標トルクの補正を実施する方法であるため、必ずしも精度よくトルク補正が実施されるとは限らない。さらに、空気密度に関する補正項しか持ち合わせていないため、エンジンの機差や、スロットルチャンバーの汚れ等の経時変化に対しては対応不可能である。
高いトルク補正精度を得るためには、エアフロセンサより得られる実空気量と目標空気量を比較してトルク補正係数を算出する方法が最良である。本方式を実行する場合、実空気量と目標空気量を比較する運転領域は、後述するトルク補正精度の観点より、日本国特許庁公報の特開２０００−７３８３１号公報に示されるようなスロットル開度が小さい運転領域よりも、スロットル全開領域が望ましい。
しかしながら、大排気容量車等では、スロットルを全開にせずとも十分な加速力が得られるため、ドライバーがスロットルを全開する機会が少なく、トルク補正ロジックの実行頻度が低いといった課題があった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、気温や高度変化に伴う空気密度変化、あるいはエンジンの機差や経年変化等の、トルク誤差に関連する各種外乱が発生した場合においても、アクセル開度とスロットル開度の関係を所望の関係に保ちつつ、目標トルクに対し高精度に実トルクを発生させることが可能なエンジンの制御装置および制御方法を提供することにある。

電子制御スロットル全開時に、エンジン負荷に基いて設定された目標空気量と吸入空気量計で実測された空気量とを比較し、当該比較結果に基づいて最大空気量設定値を補正し、補正された最大空気量設定値に基づいて前記目標空気量を補正する。
スロットル全開時において、その状況下における最大空気量設定値と、エアフロセンサ等の吸入空気量計によって検出される実最大空気量との比率を基に、最大トルク設定値の補正を行い、補正された最大トルク設定値に基づいてアクセル開度と目標トルクとの関係と、目標トルク（目標空気量）と目標スロットル開度との関係の双方を修正する。
また、この補正ロジックの実行機会を増やすため、ドライバーの意志によりスロットルを全開にした場合以外にも、減速時燃料カットが成立した場合には、強制的に電子制御スロットルを全開にし、最大トルク設定値の補正ロジックを実行する。
従って、気温や高度変化に伴い発生する空気密度変化や、スロットルチャンバーの汚れ等の経時変化、エンジン本体や補機類の機差等のトルク誤差に関連する各種外乱が発生した場合においても、アクセル開度とスロットル開度の関係を所望の関係に保ちつつ、目標トルクに対し高精度に実トルクを発生させることが可能となる。

図１は本発明によるエンジン制御装置を適用されるエンジンシステムの一つの実施形態を示すシステム構成図、図２はこの発明によるエンジン制御装置の一つの実施形態を示すブロック図、図３はこの実施形態によるエンジン制御装置の最大トルク設定値演算手段の詳細を示すブロック図、図４はこの実施形態による最大トルク設定値演算のタイムチャート、図５（ａ）〜（ｄ）は各々この実施形態におけるアクセル開度とエンジントルクの関係を示すグラフ、図６は温度、高度変化によるスロットル開度−エンジントルク特性の変化を示すグラフ、図７の（ａ）〜（ｃ）は初期設定、低温、高温・高地の各々の目標空気量とスロットル開度の関係を示すグラフ、図８の（ａ）〜（ｃ）はこの実施形態における正規化目標空気量とスロットル開度の関係を示すグラフ、図９は従来技術適用時におけるアクセル開度とスロットル開度の関係を示すグラフ、図１０はこの実施形態におけるアクセル開度とスロットル開度の関係を示すグラフ、図１１は最大トルク設定値補正に適した運転域を示すための吸入空気量とスロットル開度の関係を示すグラフ、図１２はこの発明によるエンジン制御装置の他の実施形態を示すブロック図、図１３は他の実施形態における最大トルク設定値演算のタイムチャート、図１４は他の実施形態における減速時燃料カットおよび燃料カットリカバー時の燃料カット気筒数演算のタイムチャート、図１５は他の実施形態における点火・燃料操作用トルク補正率と対応する燃料カット気筒数の関係を示したテーブル図である。

この発明のエンジン制御装置に係る好適な実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、吸気管１０１の入口より取り込まれた吸入空気は、エアクリーナ１００を通過し、吸気管１０１の途中に設けられたエアフロセンサ１０２によって空気量を計測された後に、吸入空気量を調整する電子制御スロットルバルブ１０３（以下、電制スロットルとする）入口へ導入される。
エアフロセンサ１０２による空気量計測値のデータは、エンジン制御コントロールユニット１１６（以下、ＥＣＵ）に送信される。ＥＣＵ１１６は、その値を基に、空燃比が理論空燃比となるようなインジェクタ１０５の燃料噴射パルス幅を演算する。
電制スロットル１０３を通過した吸入空気は、コレクタ１０４を通過した後、インテークマニホールド内に導入され、燃料噴射パルス幅信号に従ってインジェクタ１０５より噴射されたガソリン噴霧と混合して混合気となり、吸気バルブ１０６の開閉に同期してエンジン燃焼室１０９に導入される。
その後、吸気バルブ１０６が閉じ、ピストン１１０の上昇過程で圧縮された混合気は、圧縮上死点直前付近において点火プラグ１０７の火花によって着火し、急速に膨張してピストン１１０を押し下げ、エンジントルクを発生させる。
その後、ピストン１１０が上昇し、排気バルブ１０８が開いた瞬間から排気行程が始まり、排気ガスは排気マニホールド１１１へ排出される。排気マニホールド１１１の下流には排気を浄化するための三元触媒１１３が設けられ、排気ガスが三元触媒１１３を通過する際に、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘは、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、Ｎ２へ変換される。
三元触媒１１３の入口部と出口部には、それぞれ広域空燃比センサ１１２とＯ２センサ１１４が設置されている。広域空燃比センサ１１２、Ｏ２センサ１１４によって計測されたそれぞれの空燃比情報はＥＣＵ１１６へ送信される。
アクセル開度センサ１１５はアクセル開度を示す信号をＥＣＵ１１６に出力する。
ＥＣＵ１１６は、それらの情報を基に、空燃比が理論空燃比近傍となるように、燃料噴射量調整による空燃比フィードバック制御を行なう。
次に、上述したエンジンシステムのトルクベース型エンジン制御を行う制御装置の実施形態を、図２のブロック図を参照して説明する。
このエンジン制御装置は、基本的には、スロットル全開時に、エンジン負荷に基いて設定された目標空気量と吸入空気量計で実測された空気量とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記目標空気量を補正する。
つまり、スロットル全開時に、エンジン負荷に基いて設定された目標空気量と吸入空気量計で実測された空気量との比較結果に基づいて最大空気量設定値を補正し、補正された最大空気量設定値に基づいて前記目標空気量を補正する
エンジン制御装置は、ＥＣＵ１１６であり、ソウトウェア処理により、最大トルク設定値演算手段２００と、アイドル要求トルク演算手段２０１と、ドライバー要求トルク演算手段２０２と、目標トルク演算手段２０３と、空気用トルク制御パス２２０と、点火・燃料用トルク制御パス２３０を具現化する。
最大トルク設定値演算手段２００は、エンジン回転数（計測値）とエアフロセンサ１０２によって実測された実吸入空気量より、その時々のエンジン回転数における最大トルク設定値を算出する。
アイドル要求トルク演算手段２０１は、エンジン回転数より、目標アイドル回転数を維持するのに必要なトルクを算出する。
ドライバー要求トルク演算手段２０２は、トルクベース型エンジン制御において、最も基本的な要求トルクを演算するものであり、アクセル開度と、最大トルク設定値演算手段２００によって演算された最大トルク設定値と、アイドル要求トルク演算手段２０１によって演算されたアイドル要求トルクを基に、ドライバーが要求するエンジントルクを算出する。
目標トルク演算手段２０３は、最終的な目標エンジントルクを算出するものであり、ドライバー要求トルク演算手段２０２によって演算されたドライバー要求トルク、その他、変速機要求トルク、ＶＤＣ：Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ビークルダイナミクスコントロール）要求トルク、クルーズコントロール要求トルク等の外部要求トルクを取り込み、それぞれの優先順位を考慮して最終的な目標エンジントルクを演算する。
目標トルク演算手段２０３によって算出された目標エンジントルクは、電制スロットル１０３を用いた吸入空気量操作によってトルク制御を行なう空気用トルク制御パス２２０と、燃料や点火の操作によってトルク制御をアシストする点火・燃料用トルク制御パス２３０に、空気用（スロットル操作用）の目標トルクと、燃料・点火操作用の目標トルクとして、それぞれ分離されて送信される。
空気用トルク制御パス２２０は、最大空気量変換手段２０４と、空気用トルク制御における目標空気量演算手段２０５と、正規化目標空気量演算手段２０６と、目標スロットル開度演算手段２０７とを有する。
目標空気量演算手段２０５は、空気用（スロットル操作用）目標トルクを実現するのに必要な目標空気量を算出する。
最大空気量変換手段２０４は、最大トルク設定値演算部２００によって算出された最大トルク設定値に対応する最大空気量（最大空気量設定値）を算出する。
正規化目標空気量演算手段２０６は、目標空気量演算手段２０５が算出した目標空気量と、最大空気量変換手段２０４より得られる最大空気量設定値を入力し、それらの比を演算することによって正規化目標空気量を算出する。
目標スロットル開度演算手段２０７は、正規化目標空気量演算手段２０６によって演算された正規化目標空気量を実現するのに必要な目標スロットル開度を演算し、電制スロットル１０３へ演算結果（制御指令値）を出力する。
点火・燃料用トルク制御パス２３０は、減速時やエンジン高回転時に実施する燃料カットや、外部から高速なトルクダウンが要求された場合に、点火リタードや燃料カットにて所望のトルクダウンを実施するために用いられるものである。
この点火・燃料用トルク制御パス２３０は、空気分推定トルク演算手段２０８と、点火・燃料操作用トルク補正量演算手段２０９と、トルク操作方法選択手段２１０と、トルク操作量振分け手段２１１と、点火時期補正量演算手段２１２と、燃料カット気筒数演算手段２１３を有する。
空気分推定トルク演算手段２０８は、点火・燃料によるトルク操作を行う際のベースとなるトルクを算出する。このトルク算出の具体的な演算内容は、点火・燃料によるトルク操作を行わず、スロットルのみによるトルク制御を実施したことを仮定した場合の発生トルクを推定するべく、目標トルク演算手段２０３より入力する空気用目標トルクを基に、吸気遅れ分を考慮した処理を行い、空気分推定トルクを算出する。
点火・燃料操作用トルク補正量演算手段２０９は、点火・燃料によるトルク操作の際の指標となる点火・燃料操作用トルク補正率を算出するため、空気分推定トルク演算手段２０８によって演算された空気分推定トルクと目標トルク演算手段２０３より入力する点火・燃料操作用の目標トルクの比を演算する。
トルク操作方法選択手段２１０は、点火・燃料操作用トルク補正量演算手段２０９によって演算された点火・燃料操作用トルク補正率と、運転状態等を基に、適当なトルク操作方法を選択する。トルク操作方法には、点火時期補正、燃料カットがあり、それぞれが単独、あるいは組み合わせで選択される。
トルク操作量振分け手段２１１は、点火・燃料操作用トルク補正量演算手段２０９によって演算された点火・燃料操作用トルク補正率とトルク操作方法選択手段２１０で選択されたトルク操作方法を基に、点火時期補正量演算手段２１２、燃料カット気筒数演算手段２１３にトルク操作量を振り分ける。
点火時期補正量演算手段２１２、燃料カット気筒数演算手段２１３は、トルク操作量振分け手段２１１によってそれぞれ振分けられたトルク補正率を基に、点火時期補正量、燃料カット気筒数を演算し、点火制御系および燃料制御系へ演算結果を反映させることにより、過渡時においても所望のエンジントルクを実現する。
次に、最大トルク設定値演算手段２００の詳細について、図３を用いて説明する。
最大トルク設定値演算手段２００は、最大トルク補正係数演算許可判定手段３００と、最大トルク基本設定値演算手段３０１と、最大空気量設定値演算手段３０２と、最大トルク補正係数演算手段３０３と、最大トルク補正許可判定手段３０４と、最大トルク設定値補正手段３０５を有する。
最大トルク補正係数演算許可判定手段３００は、吸入空気量やスロットル開度、エンジン回転数等の情報を基に、最大トルク補正係数演算の許可判定を行う。
具体的には、
（ａ）スロットル開度が全開付近のあるしきい値以上であり、且つスロットル開度変化幅が、あるしきい値の範囲内である。
（ｂ）エンジン回転数の変化幅が、あるしきい値の範囲内である。
（ｃ）吸入空気量の変化幅が、あるしきい値の範囲内である。
以上の（ａ）〜（ｃ）条件が全て成立した場合、最大トルク補正係数演算許可の判定を行う。
最大トルク基本設定値演算手段３０１は、エンジン回転数を入力し、そのエンジン回転数において最大トルク基本値を算出する。本実施形態においては、適合時のデータをマップに格納しており、マップ検索により最大トルク基本設定値を算出している。
最大空気量設定値演算手段３０２は、本制御ブロックの最終出力値である最大トルク設定値を基に、最大空気量設定値を算出する。
最大トルク補正係数演算手段３０３は、最大トルク補正係数演算許可判定手段３００によって演算が許可された場合に、エンジントルク∝吸入空気量の関係を前提に、最大トルク補正係数＝（スロットル全開時の）実吸入空気量／最大空気量設定値を演算する。
実吸入空気量は、エアフロセンサ１０２によって計測（実測）される吸入空気量であり。最大空気量設定値は、最大空気量変換手段２０４によって最大トルク設定値に対応して算出された最大空気量である。
最大トルク補正許可判定手段３０４は、誤学習を防止するため、最大トルク補正係数演算手段３０３による最大トルク補正係数の妥当性を検証する。妥当性が十分であると判断した場合には、最大トルク設定値補正の許可判定を行う。
実施形態では、妥当性の判断材料として、
（ｄ）最大トルク補正係数が、想定した上下限の範囲内にある。
（ｅ）最大トルク補正係数が、前回、前々回とほぼ同一の値である（３回連続して、ほぼ同じ最大トルク補正係数を算出した場合）。
以上の（ｄ）（ｅ）条件が成立した場合、最大トルク設定値補正の許可判定を行う。
最大トルク設定値補正手段３０５は、最大トルク補正許可判定手段３０４によって最大トルク設定値補正の許可判定がなされた場合に、
最大トルク設定値＝最大トルク基本設定値×最大トルク補正係数（初期設定＝１）
なる演算を行い、最大トルク設定値を補正する。
この最大トルク設定ロジックでは、最大空気量の変動要因を事前に特定することなく、結果として得られる実最大空気量をベースに補正を実施しているため、多種の空気量変動要因に対処可能である。
すなわち、従来技術のように、大気圧や吸気温度などの空気密度に関する補正のみならず、エンジンの機差や、スロットルチャンバーの汚れ等の経時変化にも対応可能である。
次に、最大トルク設定値補正ロジックの演算の流れについて、図４を参照して説明する。
スロットルが全開となり、その状態がしばらく継続し、エンジン回転数や吸入空気量の変動量が小さくなった（ほぼ、定常状態と見なせる）場合、時点ｔ１で最大トルク補正係数演算許可判定手段３００にて許可判定が行われ、前述の最大トルク設定ロジックにしたがって最大トルク補正係数が算出される。
算出された最大トルク補正係数に妥当性があると、最大トルク補正許可判定手段３０４にて判定されると、時点ｔ２において、最大トルク設定値補正手段３０５にて最大トルク基本値に対して補正係数が乗算され、つまり、最新の最大トルク補正係数が反映し、実最大トルクにほぼ一致した最大トルク設定値が算出される。
次に、ドライバー要求トルク演算手段２０２の機能及び演算内容について、図５（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
ドライバー要求トルク演算手段２０２は、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、アクセル開度が全閉の際にはアイドル要求トルクを算出し、アクセル開度が全開の場合、最大トルク設定値を算出するように、アクセル開度と目標トルクとの関係を設定する。
最大トルク設定値演算手段２００によって初期の最大トルク設定値に対し最大トルク設定値の補正が行われた場合には、アクセル全開時に、その修正された最大トルク設定値が算出されるよう、図５（ｂ）あるいは（ｄ）に示されているように、アクセル開度と目標トルクとの関係を修正する。
この修正手法に様々な方法がある。例えば、
ドライバー要求トルク＝アイドル要求トルク＋α×初期設定アクセル分要求トルク
α＝（修正後最大トルク設定値−アイドル要求トルク）／（初期最大トルク設定値− 初期設定時のアイドル要求トルク）
のような演算を行えばよい。
次に、空気用トルク制御パス２２０の機能および効果について、図６〜８を用いて説明する。
スロットル開度と吸入空気量との関係は、環境やエンジン機差、経時劣化などで変化する。例として、温度や高度など環境変化によって空気密度が変化した場合のスロットル開度と吸入空気量との関係を図６に示す。
低温（寒冷地走行）等によって空気密度が増加した場合には、同スロットル開度の初期設定値（特性Ａ）と比べ、特性Ｂで示すように、吸入空気量が増加する。
これに対し、高温（高熱地走行）や高地走行等の環境変化によって空気密度が減少した場合には、同スロットル開度の初期設定値（特性Ａ）と比べ、特性Ｃで示すように、吸入空気量が減少する。
この関係をマップ化し、目標空気量とスロットル開度との演算マップを用いて目標空気量から目標スロットルを演算する場合、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、環境に応じて演算マップを変更する必要がある。従って必要とする演算マップ数が増え、適合工数や演算マップをストアするＲＯＭ容量が膨大となる問題があった。なお、図７（ａ）は標準用（初期設定用）、図７（ｂ）は低温用、図７（ｃ）は高温・高地用を示している。
これに対応するために、本実施形態では、目標スロットル開度演算マップの引数を、目標空気量ではなく、正規化目標空気量を用いている。
正規化目標空気量とは、目標空気量を、最大トルク設定値と連動して修正される最大空気量にて除算したものであり、ダイナミックレンジは、０〜１である。正規化目標空気量とスロットル開度と関係を図８（ａ）〜（ｃ）に示す。正規化したことにより、マップ格子軸のダイナミックレンジは、環境に依らず０〜１のため、格子軸は不変でよく、また特性カーブも不変と見なしてよいため、図８（ａ）〜（ｃ）に示されているように、初期設定用、低温用、高温・高地用の何れも、適合時に作成した単一のマップで対応可能となる。
以上説明した最大トルク設定値演算手段２００、また最大トルク設定値演算手段２００の演算結果を反映したドライバー要求トルク演算手段２０２、および目標スロットル開度演算手段２０７によって、トルク誤差に関連する各種外乱（空気密度変化、経時変化、エンジン機差など）が発生した場合においても、アクセル開度と目標トルクとの関係と、目標トルク（目標空気量）と目標スロットル開度との関係の双方を、高精度に修正することができる。
その結果、アクセル開度とスロットル開度との関係を所望の関係に保ちつつ、目標トルクに対し高精度に実トルクを発生させることが可能である。
具体的には、アクセル開度とスロットル開度の関係に注目すると、環境変化時に、目標トルク（目標空気量）と目標スロットル開度」のみを修正すると、図９に示すように、アクセル全開前にスロットルが全開となる（特性Ｄ）、あるいはアクセル全開時においてもスロットルが全開にならない（特性Ｅ）といった問題が発生した。
これに対し、本ロジックでは、図５（ａ）〜（ｄ）に示されているように、アクセル全開時には常に最大トルクが算出される一方、最大トルクが算出された場合、最大トルク→最大空気量→正規化目標空気量＝１の演算を経た後、図１０に示されているように、スロットル開度は全開が選択されることから、如何なる場合においても、アクセル全開時にスロットル全開となる特性Ｆ、Ｇが維持できる。
なお、前述のように目標スロットル開度は、以下の式で示される演算式、
正規化目標空気量＝目標空気量／最大空気量＝目標トルク／最大トルク
によって算出される。
従って、目標トルクが一定の状態で気温や高度などの環境が変化した場合、本ロジックにて最大トルクの修正を行うと、上記演算式より明らかなように、最大トルクの修正に応じて正規化目標空気量が目標トルクを実現すべく自動修正される。
最大トルク補正係数の演算は、スロットル開度が小さい領域ではなく、スロットル全開付近で実施するのが望ましい。理由として、図１１に示すように、スロットル全開領域では、スロットル開度変化に対し吸入空気量が飽和状態にあるため、スロットル開度が多少変動しても吸入空気量が安定しており、精度よく目標空気量と実空気量の比較が可能なためである。また本領域では、エアフロセンサの出力信号が大きく、エアフロセンサの計測誤差を考慮したＳ／Ｎ比の観点においても有利である。
しかしながら大排気容量車等では、スロットルを全開にしなくとも十分な加速力が得られるため、ドライバーがスロットルを全開する機会が少なく、上記最大トルク補正係数演算の実行頻度が著しく減少するといった課題がある。
このことを考慮してトルクベース型エンジン制御を行う制御装置の実施形態を、図１２のブロック図を参照して説明する。なお、図１２において、図２に対応する部分は、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
この実施形態では、最大トルク補正係数演算の実行頻度を増やすため、減速燃料カット時に強制的にスロットルを全開とし、最大トルク補正係数演算を実施する機能が追加されている。
このため、この実施形態では、図２に示されているエンジン制御装置に、減速燃料カット時スロットル全開指令手段２１４が追加されている。
減速燃料カット時スロットル全開指令手段２１４は、減速燃料カット実行フラグがオンで、且つ全気筒燃料カット中の条件が成立した場合、ある一定期間のみ、空気用（スロットル操作用）目標トルクを強制的に最大トルク設定値へ置換える機能を有する。
図１３は、減速時燃料カット時に強制的にスロットルを全開とし、最大トルク補正係数演算を実施するロジックの演算のタイミングチャートである。
時点ｔ１１でドライバがアクセルを戻してアクセル開度が全閉付近となり、エンジン回転数があるしきい値よりも高い場合、減速燃料カット実行フラグがオン（０→１）となる（時点ｔ１２）。
その後、減速時燃料カットが開始され、最終的に全気筒燃料カットが成立した場合、減速時燃料カット時スロットル全開指令手段２１４により、時点ｔ１３で空気用（スロットル操作用）目標トルクが強制的に最大トルク設定値へ置換えられる。この状態は、時点ｔ１４まで、所定期間に亘って行われる。
この結果、この期間（ｔ１３〜ｔ１４）はスロットルが全開となり、これに連動して最大トルク補正係数演算ロジック（最大空気量設定値と実最大空気量の比率計算）が実行される。
減速時燃料カット中は、燃焼トルクが発生しないため、スロットルを全開にしてもドライバビリティーに与える影響が小さい。減速時燃料カットは、減速中のエンジンブレーキ力を高める、あるいは燃費を向上させる等の目的で、一般に行われているエンジン制御であって、頻繁に実施される制御であるから、減速時燃料カットと同期して最大トルク設定値補正を実施することにより、ドライバーのスロットル操作に依存せずに、トルク補正頻度を増すことができる。
なお、減速時燃料カットは、ドライバーがアクセルを踏み込んだ際には、直ちに解除して、通常の燃焼モードに戻す必要がある（燃料カットリカバー）。
しかし、本実施形態のように、スロットルを全開にしている期間中に、通常と同様なロジックで急速に燃料カットリカバーを実施すると、吸入空気量が多い分だけリカバー時に発生トルクが過大となり、トルクショックが発生する可能性が高い。
そこで、この実施形態では、点火・燃料用トルク制御パスの機能を活用し、点火・燃料操作用トルク補正率にて、燃料カット気筒数を制御する方式を採用することにより、トルクショックに対する問題を解決している。
点火・燃料操作用トルク補正率とは、スロットル操作により発生していると推定される空気分推定トルクと、その時に発生させるべき目標トルクの比（＝目標トルク／空気分推定トルク）より算出されるものであり、本指標を用いることにより、スロットルの動作に依らず、目標トルクを実現するのに必要な点火・燃料の操作量を自動的に算出することができる。
その制御内容について、図１４を用いて説明する。ドライバーがアクセルを戻してアクセル開度が全閉付近となり、減速燃料カット実行フラグがオンとなる（時点ｔ２１）。その後、目標トルクがランプ状に低下し、最終的に０となる（時点ｔ２２）。その間、空気用目標トルクは一定であり、連動して空気分推定トルクも大きく変化しないため、点火・燃料操作用トルク補正率（空気分推定トルク／目標トルク）も、目標トルクに連動してランプ状に低下した後に、最終的に０となる（時点ｔ２２）。
トルク操作方法選択手段２１０は燃料カット気筒数を選択し、燃料カット気筒数演算手段２１３は、点火・燃料操作用トルク補正率に応じて燃料カット気筒数を演算する。なお、点火・燃料操作用トルク補正率から燃料カット気筒数への変換は、図１５に示すようなルールで実行される。この実施形態では、４気筒エンジンにおいて、トルク補正率が小さいほど、燃料カット気筒数が少なく、トルク補正率＝０で、全気筒燃料カットになる。
減速時燃料カットは時点ｔ２１で開始され、最終的に全気筒燃料カットが成立した場合、減速時燃料カット時スロットル全開指令手段２１４によって、所定期間（ｔ２３〜ｔ２４）、スロットルが全開となる。しかし、この全開期間中にアクセルが踏み込みまれた場合には、速やかに最大トルク設定値補正ロジックを中止して、燃料カットリカバーを行う必要がある。以下のロジックで対処する。
アクセルの踏み込みを判定すると、空気用目標トルクを通常モードに戻し、これに連動してスロットル開度も通常モードに戻る。同時に目標トルクを０からアクセルペダルが要求するトルクへランプ状に近づける。
また、空気分推定トルク演算手段２０８は、空気用目標トルクを基に、吸気遅れ処理を行い、スロットル操作により発生していると推定されるトルクを推定する。
なお、本演算は、燃料カット中であっても、通常通り燃料噴射した場合を仮定してトルクを算出する。
スロットルを閉じた直後においては、空気の応答遅れに起因してシリンダ内には多量の空気が残っており、空気分推定トルクは、図１４に破線で示すように、大きな値となる。
点火・燃料操作用トルク補正率演算手段２０９は、前記目標トルクと前記空気分推定トルクを用いて、点火・燃料操作用トルク補正率（目標トルク／空気分推定トルク）を演算し、燃料カット時と同様に、燃料カット気筒数演算手段２１３では、点火・燃料操作用トルク補正率に応じて燃料カット気筒数を演算する。
以上のように、通常通り全気筒燃料噴射したと仮定した場合のスロットルを全開から通常値に戻した直後の発生トルクを推定し（空気分推定トルク）、その空気分推定トルクと実現すべき目標トルクとの比を求め（点火・燃料操作用トルク補正率）、その補正率を実現するのに適した燃料カット気筒数を適用することにより（図１５に示すルール）、スロットル全開直後の燃料カットリカバー時においても、目標トルクを実現すると同時にトルクショックを防止できる。
なお、本ロジックを実施する際、スロットル全開時におけるポンプ損失の減少により、エンジンブレーキの効きが低下したり、ブレーキ負圧の減少によりブレーキサーボ力が低下する懸念があるため、スロットル全開期間は短い方が望ましい（例えば０．５ｓｅｃ以内等）。
また、ブレーキ負圧センサより負圧情報を得て、負圧が低下している場合には、本ロジックを起動しない等の対策も所定値以上の負圧確保のために有効である。

Claims (4)

1. 電子制御スロットルを搭載したエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
   前記電子制御スロットルの全開時において、その状況下におけるエンジン回転数から算出された最大空気量設定値と吸入空気量計で実測された実最大空気量との比率を基に、最大トルク設定値の補正を行う手段と、
   補正された最大トルク設定値に基づいてアクセル開度と目標トルクとの関係と、目標トルク（目標空気量）と目標スロットル開度との関係の双方を修正する手段と、
   を有するエンジン制御装置。
2. 前記最大トルク設定値の補正を全気筒燃料カット実行中に前記電子制御スロットルを全開として実施する請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 目標空気量とスロットル開度との演算マップを用いて目標空気量から目標スロットル開度を演算し、前記目標スロットル開度の演算マップの引数を、目標空気量を最大トルク設定値と連動して修正される最大空気量にて除算して得られる正規化目標空気量を用いる請求項１に記載のエンジンの制御装置。
4. 電子制御スロットルを搭載したエンジンを制御するエンジン制御方法であって、
   前記電子制御スロットルの全開時において、その状況下におけるエンジン回転数から算出された最大空気量設定値と吸入空気量計で実測された実最大空気量との比率を基に、最大トルク設定値の補正を行い、補正された最大トルク設定値に基づいてアクセル開度と目標トルクとの関係と、目標トルク（目標空気量）と目標スロットル開度との関係の双方を修正するエンジンの制御方法。

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