(57)【要約】【課題】推定トルクと要求トルクとの間の時間的なずれに起因する点火時期の不要な遅角を防止できるようにする。【解決手段】要求トルクと推定トルクとの比であるトルク効率に基づいて点火時期を設定する。要求トルクの変化率とスロットルの動作に対するトルクの応答性とを比較し、スロットルの動作によって要求トルク変化率を達成可能な否か判定する。要求トルク変化率が達成可能である場合にはトルク効率を最大効率に固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気量を調整する吸気アクチュエータの動作と点火時期とによって機関トルクを制御可能な内燃機関の制御装置において、
要求トルクを取得する要求トルク取得手段と、
前記要求トルクに基づいて前記吸気アクチュエータの動作を制御する吸気アクチュエータ制御手段と、
点火時期を最適点火時期に設定したときの推定トルクを前記吸気アクチュエータの動作に基づいて算出する推定トルク算出手段と、
前記要求トルクと前記推定トルクとの比をトルク効率として算出するトルク効率算出手段と、
前記トルク効率に基づいて点火時期を設定する点火時期設定手段と、
前記要求トルクの変化率を算出する要求トルク変化率算出手段と、
前記要求トルク変化率と前記吸気アクチュエータの動作に対するトルクの応答性とを比較し、前記吸気アクチュエータの動作によって前記要求トルク変化率を達成可能か否か判定する判定手段と、
前記要求トルク変化率が達成可能である場合には前記トルク効率を最大効率に固定するトルク効率固定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
吸入空気量を調整する吸気アクチュエータの動作と点火時期とによって機関トルクを制御可能な内燃機関の制御装置において、
要求トルクを取得する要求トルク取得手段と、
前記要求トルクに基づいて前記吸気アクチュエータの動作を制御する吸気アクチュエータ制御手段と、
点火時期を最適点火時期に設定したときの推定トルクを前記吸気アクチュエータの動作に基づいて算出する推定トルク算出手段と、
前記要求トルクと前記推定トルクとの間の位相のずれを補正するように前記要求トルクを遅延処理する遅延処理手段と、
前記遅延処理後の要求トルクと前記推定トルクとの比をトルク効率として算出するトルク効率算出手段と、
前記トルク効率に基づいて点火時期を設定する点火時期設定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記遅延処理手段は、少なくとも前記要求トルクの変化に対する前記吸気アクチュエータの応答遅れ時間だけ、前記トルク効率の算出に使用される要求トルクを遅延させることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記遅延処理手段による要求トルクの遅延時間には、前記吸気アクチュエータの動作に対する吸入空気量の応答遅れ時間が含まれることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記トルク効率の算出に使用する要求トルクを前記遅延処理後の要求トルクから前記遅延処理前の要求トルクに切り替える切替手段をさらに備えることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記切替手段は、前記要求トルクの出所に基づいて燃費優先かトルク精度優先かを判定し、燃費優先であれば前記遅延処理後の要求トルクを使用し、トルク精度優先であれば前記遅延処理前の要求トルクに切り替えることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記切替手段は、前記要求トルクの変化率が所定値よりも大きいか否か判定し、前記要求トルクの変化率が所定値以下であれば前記遅延処理後の要求トルクを使用し、前記要求トルクの変化率が所定値よりも大きければ前記遅延処理前の要求トルクに切り替えることを特徴とする請求項５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】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、推定トルクと要求トルクとの比に基づいて点火時期を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火花点火式の内燃機関では、そのトルクを制御するための手段として空気量の調整と合わせて点火時期の調整が用いられている。例えば、特開２００５−１１３８７７号公報に記載された技術では、ベース点火時期とＭＢＴとの差に応じて決まる点火時期効率によって要求トルクが補正され、その効率補正された要求トルクに基づいて要求スロットル開度が算出されている。また、実際の空気量と機関回転数とから推定されたＭＢＴにおける推定トルクが求められ、推定トルクと補正前の要求トルクとの比に基づいてＭＢＴに対する点火遅角量が算出されている。
【特許文献１】特開２００５−１１３８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記公報に記載の技術によれば、要求トルクの変化に応じてスロットル開度が変化し、スロットル開度の変化に応じて空気量が変化する。そして、空気量の変化に応じて推定トルクが変化する。つまり、推定トルクは要求トルクに追従して変化する。要求トルクが推定トルクに反映されるまでの過程には、制御装置内部での演算処理及び信号伝達の遅れ、スロットルの動作遅れ、或いはセンサの出力遅れ等の各種応答遅れが発生する。このため、推定トルクと要求トルクとの間には常に時間的なずれが存在している。
【０００４】
上記の時間的なずれは要求トルクが過渡的に変化しているとき、特に、要求トルクが減少しているときにある問題を生じさせる。例えば、図９に示すように要求トルクが振動的に変化している場合、推定トルクもそれに追従して振動的に変化する。このとき、上述の各種応答遅れに伴う時間的なずれは、推定トルクと要求トルクとの間の位相のずれとして現れる。この結果、推定トルクが要求トルクよりも大きくなっている期間が周期的に生じることになる。
【０００５】
上記公報に記載の技術によれば、推定トルクと要求トルクとの比に応じて点火遅角量が決定されるため、推定トルクが要求トルクよりも大きくなっている期間は点火時期がＭＢＴよりも遅角されることになる。そして、このような点火遅角は点火時期効率が最大効率に設定されているとき、すなわち、ＭＢＴでの運転が要求されているときでも自動的に行われてしまう。つまり、上記公報に記載の技術は、点火時期の意図しない遅角によって燃費を不必要に悪化させてしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、推定トルクと要求トルクとの間の時間的なずれに起因する点火時期の不要な遅角を防止できるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、第１の発明は、吸入空気量を調整する吸気アクチュエータの動作と点火時期とによって機関トルクを制御可能な内燃機関の制御装置において、
要求トルクを取得する要求トルク取得手段と、
前記要求トルクに基づいて前記吸気アクチュエータの動作を制御する吸気アクチュエータ制御手段と、
点火時期を最適点火時期に設定したときの推定トルクを前記吸気アクチュエータの動作に基づいて算出する推定トルク算出手段と、
前記要求トルクと前記推定トルクとの比をトルク効率として算出するトルク効率算出手段と、
前記トルク効率に基づいて点火時期を設定する点火時期設定手段と、
前記要求トルクの変化率を算出する要求トルク変化率算出手段と、
前記要求トルク変化率と前記吸気アクチュエータの動作に対するトルクの応答性とを比較し、前記吸気アクチュエータの動作によって前記要求トルク変化率を達成可能か否か判定する判定手段と、
前記要求トルク変化率が達成可能である場合には前記トルク効率を最大効率に固定するトルク効率固定手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００８】
また、第２の発明は、吸入空気量を調整する吸気アクチュエータの動作と点火時期とによって機関トルクを制御可能な内燃機関の制御装置において、
要求トルクを取得する要求トルク取得手段と、
前記要求トルクに基づいて前記吸気アクチュエータの動作を制御する吸気アクチュエータ制御手段と、
点火時期を最適点火時期に設定したときの推定トルクを前記吸気アクチュエータの動作に基づいて算出する推定トルク算出手段と、
前記要求トルクと前記推定トルクとの間の位相のずれを補正するように前記要求トルクを遅延処理する遅延処理手段と、
前記遅延処理後の要求トルクと前記推定トルクとの比をトルク効率として算出するトルク効率算出手段と、
前記トルク効率に基づいて点火時期を設定する点火時期設定手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、
前記遅延処理手段は、少なくとも前記要求トルクの変化に対する前記吸気アクチュエータの応答遅れ時間だけ、前記トルク効率の算出に使用される要求トルクを遅延させることを特徴としている。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明において、
前記遅延処理手段による要求トルクの遅延時間には、前記吸気アクチュエータの動作に対する吸入空気量の応答遅れ時間が含まれることを特徴としている。
【００１１】
第５の発明は、第２乃至第４の何れか１つの発明において、
前記トルク効率の算出に使用する要求トルクを前記遅延処理後の要求トルクから前記遅延処理前の要求トルクに切り替える切替手段をさらに備えることを特徴としている。
【００１２】
第６の発明は、第５の発明において、
前記切替手段は、前記要求トルクの出所に基づいて燃費優先かトルク精度優先かを判定し、燃費優先であれば前記遅延処理後の要求トルクを使用し、トルク精度優先であれば前記遅延処理前の要求トルクに切り替えることを特徴としている。
【００１３】
第７の発明は、第５の発明において、
前記切替手段は、前記要求トルクの変化率が所定値よりも大きいか否か判定し、前記要求トルクの変化率が所定値以下であれば前記遅延処理後の要求トルクを使用し、前記要求トルクの変化率が所定値よりも大きければ前記遅延処理前の要求トルクに切り替えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、吸気アクチュエータの動作によって要求トルクの変化率を達成可能なときには、点火時期の設定の基礎とされるトルク効率が最大効率に固定される。このため、推定トルクと要求トルクとの間の時間的なずれによって推定トルクが要求トルクよりも大きくなったとしても、トルク効率が最大効率に固定されることにより不要な点火遅角は防止される。一方、吸気アクチュエータの動作のみでは要求トルクの変化率を達成できないときには、そのままのトルク効率に基づいて点火時期が設定されることにより、吸気アクチュエータの動作と点火時期との協働によって要求トルクの変化率を達成することができる。
【００１５】
第２の発明によれば、点火時期の設定の基礎とされるトルク効率は、要求トルクと推定トルクとの間の位相のずれを補正するように遅延処理された要求トルクを用いて算出される。これによれば、推定トルクと要求トルクとの間の時間的なずれに起因してトルク効率が低下することは防止され、ひいては不要な点火遅角は防止される。
【００１６】
第３の発明によれば、要求トルクの変化に対する吸気アクチュエータの応答遅れ時間を考慮することで、要求トルクと推定トルクとの間の位相のずれを精度良く補正することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、吸気アクチュエータの動作に対する吸入空気量の応答遅れ時間を要求トルクの遅延時間に含めることで、要求トルクと推定トルクとの間の位相のずれをより精度良く補正することができる。
【００１８】
第５の発明によれば、トルク効率の算出に使用する要求トルクとして遅延処理後の要求トルクと遅延処理前の要求トルクの何れか一方を選択できるので、状況に応じた点火時期制御が可能になる。
【００１９】
第６の発明によれば、燃費優先のときには遅延処理後の要求トルクに基づいてトルク効率を算出することで、不要な点火遅角を防止して燃費を向上させることができる。また、トルク精度優先のときには遅延処理前の要求トルクに基づいてトルク効率を算出することで、推定トルクと要求トルクとの比に応じた点火遅角によって要求トルクに対する実トルクの追従精度を向上させることができる。
【００２０】
第７の発明によれば、要求トルクの変化率が比較的小さく吸気アクチュエータの動作によってその変化率を達成可能なときには、遅延処理後の要求トルクに基づいてトルク効率を算出することで、不要な点火遅角を防止して燃費を向上させることができる。逆に、要求トルクの変化率が比較的大きく吸気アクチュエータの動作のみでは達成できないときには、遅延処理前の要求トルクに基づいてトルク効率を算出することで、吸気アクチュエータの動作と点火時期との協働によって要求トルクの変化率を達成することが可能となり、高いトルク追従性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図１乃至図３の各図を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態１としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、火花点火式の内燃機関に適用され、火花点火式内燃機関のアクチュエータである電子制御スロットル（以下、単にスロットルという）と点火装置の各動作を制御する制御装置として構成されている。
【００２３】
本実施の形態の制御装置は、要求トルクに基づいてスロットル８と点火装置１８の動作を制御する、いわゆるトルクデマンド型の制御装置である。制御装置には制御系統の上位に設けられたパワートレインマネージャ（図示略）から各種の要求トルクが入力される。要求トルクには、運転者が要求しているドライバ要求トルクの他、ＥＣＴ（Electronic Controlled Transmission）やＶＳＣ（Vehicle Stability Control system）等の車両制御に必要なトルクも含まれている。制御装置は、これら種々のトルク要求源から発せられた要求トルクを集約して１つの値に調停するトルク調停部２を備えている。なお、ここでいう調停とは、予め定められた計算規則に従って複数の数値から１つの数値を得る動作である。計算規則には例えば最大値選択、最小値選択、平均、或いは重ね合わせ等が含まれる。それら複数の計算規則を適宜に組み合わせたものとしてもよい。
【００２４】
まず、要求トルクに基づいたスロットル８の制御について説明する。トルク調停部２で調停された要求トルクは目標ＫＬ設定部４に供給される。目標ＫＬ設定部４は、ＫＬマップを用いて要求トルクを空気量（ＫＬ）に変換する。なお、ここでいう空気量とは１サイクル当たりの筒内吸入空気量であり、それを無次元化した充填効率に代えてもよい。ＫＬマップは、トルクを含む複数のパラメータを軸とする多次元マップであって、点火時期、機関回転数、Ａ／Ｆ、バルブタイミング等、トルクと空気量との関係に影響する各種の運転条件をパラメータとして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値が入力される。ただし、点火時期は最適点火時期としてのＭＢＴに設定されている。目標ＫＬ設定部４は、要求トルクから変換された空気量を目標空気量（目標ＫＬ）とし、それを目標スロットル開度設定部６に出力する。
【００２５】
目標スロットル開度設定部６は、吸気系エアモデルの逆モデルを用いて目標空気量をスロットル開度に変換する。エアモデルは吸気系の物理モデルであり、スロットル８の動作に対する空気量の応答を流体力学等に基づいてモデル化されている。その逆モデルであるエア逆モデルでは、バルブタイミングや吸入空気温度等、空気量とスロットル開度との関係に影響する運転条件をパラメータして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値が入力される。目標スロットル開度設定部６は、目標空気量から変換されたスロットル開度をスロットルの目標開度として設定し、設定した目標開度を指令信号に変換してスロットル８に出力する。スロットル８は入力された指令信号に従って目標開度を実現するように動作する。
【００２６】
次に、点火装置１８の制御について説明する。本実施の形態の制御装置において点火時期制御に用いられる信号はトルク効率である。トルク効率は、内燃機関の推定トルクに対する要求トルクの比として定義される。トルク効率の計算に使用される推定トルクは、以下に説明するようにスロットル８にて実現された実際のスロットル開度に基づいて算出される。なお、スロットル８の実開度はスロットル開度センサによって計測することができる。また、スロットル８を駆動するモータの回転量から計算することもできる。
【００２７】
推定トルクの算出にあたっては、まず、推定ＫＬ算出部１０において現在のスロットル開度にて実現できると推定される空気量（推定ＫＬ）が算出される。推定空気量の計算には前述のエアモデルの順モデルが用いられる。また、このエアモデルによる計算にはエアフローセンサで計測された吸気管の空気流量も用いられる。
【００２８】
推定ＫＬ算出部１０で算出された推定空気量は、次に、推定トルク算出部１２において推定トルクに変換される。推定トルク算出部１２は、トルクマップを用いて推定空気量をトルクに変換する。トルクマップは前述のＫＬマップの入出力を逆にしたものであり、点火時期、機関回転数、Ａ／Ｆ、バルブタイミング等、トルクと空気量との関係に影響する各種の運転条件をパラメータとして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値が入力されるが、点火時期はＭＢＴとされている。推定トルク算出部１２は、推定空気量から変換されたトルクをＭＢＴにおける推定トルクとして算出する。
【００２９】
トルク効率の算出はトルク効率算出部１４で行われる。トルク効率算出部１４にはトルク調停部２から要求トルクが入力され、推定トルク算出部１２からは推定トルクが入力されている。これら推定トルクと要求トルクとの間には、「発明が解決しようとする課題」でも述べたように時間的なずれ、つまり、位相のずれが存在している。
【００３０】
トルク効率計算部１４で算出されたトルク効率はトルク効率ガード部２０にてガード処理される。そして、ガード処理後のトルク効率が点火時期設定部１６に入力される。トルク効率ガード部２０は変化率判定部２２からの信号によって操作されている。トルク効率ガード部２０及び変化率判定部２２の機能とその作用並びに効果については、追って詳細に説明する。
【００３１】
点火時期設定部１６は、点火時期マップを用いてトルク効率を点火時期に変換する。点火時期マップは、トルク効率を含む複数のパラメータを軸とする多次元マップであって、要求トルク、Ａ／Ｆ、機関回転数等、点火時期の決定に影響する各種の運転条件をパラメータとして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値が入力される。点火時期マップによれば、トルク効率が最大効率の１のときには点火時期はＭＢＴに設定され、トルク効率が１よりも小さいほど点火時期はＭＢＴに対して遅角側に設定される。点火時期設定部１６は、トルク効率から計算された点火時期を指令信号に変換して点火装置１８に出力する。点火装置１８は入力された指令信号に従って点火動作を行う。
【００３２】
以上が本実施の形態の制御装置の基本的な構成に関する説明である。次に、本実施の形態の制御装置にとっての要部であるトルク効率ガード部２０及び変化率判定部２２の機能について説明する。
【００３３】
トルク効率ガード部２０は、入力されたトルク効率を上限ガード値及び下限ガード値でガード処理する。上限ガード値は最大効率の１に固定されている。一方、下限ガード値は通常は無効な値に設定されており、変化率判定部２２のフラグ信号がオンの場合にのみ有効値である最大効率の１に設定される。したがって、トルク効率ガード部２０の下限ガード値が有効に機能するときには、推定トルクと要求トルクとの間の大小関係によらずトルク効率は１に固定されることになる。
【００３４】
変化率判定部２２は、トルク調停部２から出力される要求トルクの変化率、詳しくは、１制御周期当たりの要求トルクの変化量を算出する。そして、スロットル８の動作によって実現できるトルクの変化率と要求トルクの変化率とを比較する。スロットル８によって実現できるトルク変化率（実現可能な最大変化率）は、機関回転数、要求トルク及びスロットル８の最大開度（全開開度）などに基づいて計算する。その計算には実測データに基づくマップや、前述のエアモデルのような物理モデルを用いることができる。
【００３５】
比較の結果、図２に示すようにスロットル８によって実現できるトルク変化率が要求トルク変化率よりも大きい場合、すなわち、要求トルク変化率をスロットル８によって実現可能な場合には、変化率判定部２２はフラグ信号をオンにセットする。このフラグ信号を受けてトルク効率ガード部２０は下限ガード値を１に設定する。一方、図３に示すようにスロットル８によって実現できるトルク変化率が要求トルク変化率よりも小さい場合には、変化率判定部２２はフラグ信号をオフにセットする。この場合、トルク効率ガード部２０によるガード処理は上限ガード値のみが機能することになる。
【００３６】
上述のようなトルク効率ガード部２０及び変化率判定部２２の機能によれば、スロットル８の動作によって要求トルクの変化率を達成可能なときには、トルク効率が最大効率の１に固定されることで点火時期は強制的にＭＢＴに設定される。これによれば、推定トルクと要求トルクとの間の時間的なずれによって、過渡的に推定トルクが要求トルクよりも大きくなったとしても、それに起因して点火遅角が不必要に遅角されてしまうことはない。したがって、不要な点火遅角による燃費の悪化を防止することができる。また、推定トルクと要求トルクとの間の時間的なずれの分だけ遅れは生じるものの、要求トルクの変化率を達成するようにスロットル８が動作することによってある程度のトルク追従性能も確保することができる。
【００３７】
一方、スロットル８の動作のみでは要求トルクの変化率を達成できないときには、上限のみがガードされたトルク効率が点火時期の設定に用いられることで、点火時期は推定トルクと要求トルクとの比に応じて遅角される。これによれば、スロットル８の動作と点火時期との協働によって要求トルクの変化率を達成することができ、トルク追従性能を確保することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、図１に示す構成においてトルク調停部２が第１の発明の「要求トルク取得手段」に相当している。また、目標ＫＬ設定部４及び目標スロットル開度設定部６により第１の発明の「吸気アクチュエータ制御手段」が構成されている。また、推定ＫＬ算出部１０及び推定トルク算出部１２により第１の発明の「推定トルク算出手段」が構成されている。また、トルク効率算出部１４は第１の発明の「トルク効率算出手段」に相当し、点火時期設定部１６は第１の発明の「点火時期設定手段」に相当している。そして、変化率判定部２２は第１の発明の「要求トルク変化率算出手段」及び「判定手段」に相当し、トルク効率ガード部２０が第１の発明の「トルク効率固定手段」に相当している。
【００３９】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について図４及び図５を参照して説明する。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態２としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置と実施の形態１の制御装置との違いは、推定トルクと要求トルクとの間の時間的なずれに起因して生じる不要な点火遅角を防止するための手段にあり、トルクデマンド制御のための基本的な構造は共通している。したがって、図４において実施の形態１と共通する要素は同一の符号を付している。以下では、実施の形態１と共通する構成についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態１とは異なる構成について重点的に説明するものとする。
【００４１】
本実施の形態の制御装置は、実施の形態１に係るトルク効率ガード部２０及び変化率判定部２２（図１参照）に代えて要求トルク遅延処理部３０を新たに備えている。要求トルク遅延処理部３０は、トルク調停部２からトルク効率算出部１４に供給される要求トルクに所定の遅延処理を施す手段である。要求トルクの時間変化は推定トルクの時間変化に対して先行しているので、要求トルクを遅延させることで要求トルクと推定トルクとの間の位相のずれを補正することができる。なお、図４では省略しているが、トルク効率を最大効率１でガードする上限ガード機能は本実施の形態の制御装置にも備えられている。
【００４２】
要求トルク遅延処理部３０は、応答遅れモデルを用いて要求トルクを遅延させる。応答遅れモデルは、要求トルクに対する推定トルクの応答遅れをモデル化したものであり、そのイメージを示したのが図５である。図５に示すように、要求トルクに対する推定トルクの応答遅れは次の４種類の遅れに分けて考えることができる。
（１）要求トルクを取得してから目標スロットル開度決定までの制御的遅れ
（２）目標開度に従って実際のスロットル開度が変化するまでのハード的遅れ
（３）スロットル開度が変化してから空気量が変化するまでの物理的遅れ
（４）センシングした空気流量等からトルクを推定するまでの制御的遅れ
【００４３】
上記の（１）〜（４）の遅れのうち（１），（２），（４）の遅れは運転条件の影響をあまり受けないのに対し、（３）の遅れは運転条件によって変化する。要求トルク遅延処理部３０の応答遅れモデルでは、前者に関しては予め実測で得られた固定値が用いられ、後者に関しては機関回転数や負荷等の運転条件によって変化する変数が用いられている。
【００４４】
本実施の形態の制御装置によれば、上述の要求トルク遅延処理部３０で遅延処理された要求トルクと推定トルクとを用いてトルク効率が算出される。遅延処理後の要求トルクは推定トルクと位相が合っているので、要求トルクが変化している過渡期においても推定トルクと要求トルクとの位相のずれに起因するトルク効率の低下は防止される。したがって、本実施の形態の制御装置によれば、実施の形態１の制御装置と同様に、不要な点火遅角による燃費の悪化を防止することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、図４に示す構成においてトルク調停部２が第２の発明の「要求トルク取得手段」に相当している。また、目標ＫＬ設定部４及び目標スロットル開度設定部６により第２の発明の「吸気アクチュエータ制御手段」が構成されている。また、推定ＫＬ算出部１０及び推定トルク算出部１２により第２の発明の「推定トルク算出手段」が構成されている。そして、要求トルク遅延処理部３０が第２乃至第４の発明の「遅延処理手段」に相当している。また、トルク効率算出部１４は第２の発明の「トルク効率算出手段」に相当し、点火時期設定部１６は第２の発明の「点火時期設定手段」に相当している。
【００４６】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について図６乃至図８の各図を参照して説明する。
【００４７】
図６は、本発明の実施の形態３としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、実施の形態２の制御装置の構成をベースとしつつ、新たな要素を追加した構成になっている。したがって、図６において実施の形態２と共通する要素は同一の符号を付している。以下では、実施の形態２と共通する構成についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態２とは異なる構成について重点的に説明するものとする。
【００４８】
本実施の形態で新たに追加された要素は、要求トルクを選択する選択部３２である。この選択部３２はトルク効率算出部１４の入力側に設けられている。選択部３２には、要求トルク遅延処理部３０で遅延処理された要求トルクと、要求トルク遅延処理部３０をバイパスした（すなわち、遅延処理されていない）要求トルクとが入力される。選択部３２はこれら２種類の要求トルクの何れか一方を選択してトルク効率算出部１４へ出力するようになっている。
【００４９】
このように２種類の要求トルクを選択可能にしたのは次のような理由による。図７は遅延処理してない要求トルクを用いてトルク効率を算出したときに実現される点火時期の時間変化を示した図であり、図８は遅延処理後の要求トルクを用いてトルク効率を算出したときに実現される点火時期の時間変化を示した図である。両者を比較して分かるように、要求トルクを遅延処理して推定トルクと位相を合わせることで点火時期の不要な遅角を防止することができる。しかし、その一方で、遅延処理された時間（図８に示すディレイ時間）は推定トルクと要求トルク（遅延処理されていない本来の要求トルク）との差を点火遅角によって解消することができなくなるため、その分、要求トルクに対する実トルクの追従精度は低下することになる。
【００５０】
このように２種類の要求トルクの何れを選択するにしてもそれぞれに長所及び短所があるが、燃費とトルク精度の何れか優先される方に合わせて選択を行うことで長所のほうをより生かすことが可能になる。具体的には、燃費優先の状況では、遅延処理後の要求トルクに基づいてトルク効率を算出することで、不要な点火遅角を防止して燃費を向上させることができる。一方、トルク精度が優先される状況では、遅延処理前の要求トルクに基づいてトルク効率を算出することで、推定トルクと要求トルクとの比に応じた点火遅角によって要求トルクに対する実トルクの追従精度を向上させることができる。
【００５１】
選択部３２は、要求トルクの出所に応じて、より正確に言えば、その要求トルクを発しているトルク要求源の種類に応じて選択を切り替えている。要求トルクが運転者からのドライバ要求トルクのみの場合には、要求トルク遅延処理部３０で遅延処理された要求トルクが選択される。この場合はトルク精度よりも不要な遅角の防止による燃費の向上のほうが優先されるためである。これに対して要求トルクにＶＳＣ等からの車両制御のための要求トルクが含まれている場合には、遅延処理されていない要求トルクが選択される。この場合に要求されるのは車両の高い制御性能であり、燃費よりもトルク精度のほうが優先されるためである。
【００５２】
なお、本実施の形態では、図６に示す構成において選択部３２が第５及び第６の発明の「切替手段」に相当している。実施の形態３と本発明とのその他の対応関係に関しては、実施の形態２と本発明との対応関係に共通している。
【００５３】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【００５４】
上述の実施の形態では、吸入空気量を調整する吸気アクチュエータとしてスロットルを用いているが、可変バルブリフト機構付の吸気弁を吸気アクチュエータとして用いてもよい。また、スロットルに可変動弁機構付の吸気弁を組み合わせてもよい。さらに、吸気弁及び／又は排気弁の可変バルブタイミング機構を組み合わせてもよい。
【００５５】
実施の形態２及び３では、要求トルクに対する推定トルクの応答遅れを構成する（１）〜（４）の全ての遅れを補正するように要求トルクを遅延処理しているが、これらの一部を補正するのでもよい。一部の遅れのみを補正する場合であっても、遅延処理を全く行わない場合に比較すれば不要な点火遅角防止に役立てることができる。例えば、（３）の遅れは除外して固定値として扱うことのできる（１），（２），（４）の遅れの分だけ遅延させるのでもよい。
【００５６】
また、実施の形態３では、選択部３２は要求トルクの出所に応じて選択を切り替えているが、要求トルクの変化率に応じて選択を切り替えてもよい。具体的には、スロットル８によって実現できるトルク変化率（実現可能な最大変化率）を機関回転数、要求トルク及びスロットル８の最大開度（全開開度）などに基づいて算出し、それと要求トルクの変化率との比較結果に基づいて選択を切り替えるようにする。
【００５７】
その比較の結果、要求トルクの変化率がスロットル８によって実現できるトルク変化率以下であれば、要求トルク遅延処理部３０で遅延処理された要求トルクを選択すればよい。これにより、不要な点火遅角を防止して燃費を向上させることができる。また、要求トルクの変化率を達成するようにスロットル８が動作することによって、ある程度のトルク追従性能も確保することができる。
【００５８】
一方、要求トルクの変化率がスロットル８によって実現できるトルク変化率よりも大きければ、遅延処理されていない要求トルクを選択すればよい。これにより、推定トルクと要求トルクとの比に応じて自動的に点火時期が遅角されるようになるので、スロットル８の動作と点火時期との協働によって要求トルクの変化率を達成することが可能となり、高いトルク追従性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態１としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るトルク効率ガード部の動作を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るトルク効率ガード部の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る要求トルク遅延処理部の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態３としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る選択部の動作を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る選択部の動作を説明するための図である。
【図９】要求トルクと推定トルクとの間の時間的ずれによって生じる問題について説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
２  トルク調停部
４  目標ＫＬ設定部
６  目標スロットル開度設定部
８  電子制御スロットル
１０  推定ＫＬ算出部
１２  推定トルク算出部
１４  トルク効率算出部
１６  点火時期設定部
１８  点火装置
２０  トルク効率ガード部
２２  要求トルク変化率判定部
３０  要求トルク遅延処理部
３２  選択部
【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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