(57)【要約】【課題】制御パラメータの応答性を考慮して、内燃機関の排気エネルギをより適切に制御する。【解決手段】  本発明の内燃機関の制御装置は、排気エネルギを制御するように構成された内燃機関の制御装置であって、目標排気エネルギと実排気エネルギとの差が所定量以上のとき、目標排気エネルギ実現可能性を有する、内燃機関の複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせから、複数の制御パラメータの応答性を考慮した各組み合わせにおける架空距離値を比較することで、１つの組み合わせを選択する選択手段と、該選択手段によって選択された複数の制御パラメータの値の１つの組み合わせに基づいて内燃機関を制御する制御手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気エネルギを制御するように構成された内燃機関の制御装置であって、
目標排気エネルギと実排気エネルギとの差が所定量以上のとき、目標排気エネルギ実現可能性を有する、内燃機関の複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせから、前記複数の制御パラメータの応答性を考慮して、１つの組み合わせを選択する選択手段と、
該選択手段によって選択された前記複数の制御パラメータの値の１つの組み合わせに基づいて内燃機関を制御する制御手段と
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】
前記選択手段は、
前記複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせの各組み合わせに関して、前記複数の制御パラメータの応答性を考慮した架空距離値を算出する架空距離値算出手段と、
該架空距離値算出手段により算出された、複数の架空距離値の内から最小値を選択する最小値選択手段と、
該最小値選択手段により選択された最小の架空距離値に対応する、前記複数の制御パラメータの値の１つの組み合わせを、前記目標排気エネルギに適合した１つの組み合わせに決定する決定手段と
を備え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】
前記選択手段は、
記憶装置に記憶される、排気エネルギと前記複数の制御パラメータとの相関データと、
前記内燃機関の排気系における実排気エネルギを算出する実排気エネルギ算出手段と、
前記内燃機関の前記排気系における目標排気エネルギを算出する目標排気エネルギ算出手段と、
前記実排気エネルギ算出手段によって算出された実排気エネルギと前記目標排気エネルギ算出手段によって算出された目標排気エネルギとの差が所定量以上のとき、前記相関データを前記目標排気エネルギに基づいて検索して、前記複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせを選択する複数組み合わせ選択手段と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記排気エネルギは、排気熱量であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記実排気エネルギ検出手段により検出あるいは推定された実排気エネルギを用いて、前記相関データを更新するデータ更新手段をさらに備えることを特徴とする請求項３または４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】
本発明は、内燃機関の排気系におけるエネルギ、例えは熱量を制御するように構成された内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の排気通路に配置された触媒に供給すべき排気エネルギの目標値を設定する目標値設定手段と、その触媒に供給されている現実の排気エネルギを推定する排気エネルギ推定手段と、それら排気エネルギの目標値と現実の排気エネルギとが一致するように内燃機関の制御パラメータを制御するパラメータ制御手段とを備える内燃機関の制御装置が開示されている。そして、そのパラメータ制御手段は、点火時期を制御する点火時期制御手段を含むことができる。このような構成を備える特許文献１に記載の装置は、例えば、良好な排気エミッション特性を実現しようとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４４５２７号公報
【特許文献２】特開２００７−３２１５７７号公報
【特許文献３】特開２００６−９７５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気エネルギ、具体的には排気熱量は、複数の制御パラメータに基づいて種々の制御対象を制御することで調整することが可能である。しかし、制御パラメータごとに、制御応答性が異なる。例えば、点火時期はその応答性が相対的に早いが、吸気充填効率はその応答性が相対的に遅い。そこで、より適切に排気エネルギを制御するためには、制御パラメータの制御応答性を考慮することが有効である。
【０００５】
そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、制御パラメータの応答性を考慮して、排気エネルギをより適切に制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、排気エネルギを制御するように構成された内燃機関の制御装置であって、目標排気エネルギと実排気エネルギとの差が所定量以上のとき、目標排気エネルギ実現可能性を有する、内燃機関の複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせから、複数の制御パラメータの応答性を考慮して、１つの組み合わせを選択する選択手段と、該選択手段によって選択された複数の制御パラメータの値の１つの組み合わせに基づいて内燃機関を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、上記選択手段は、複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせの各組み合わせに関して、複数の制御パラメータの応答性を考慮した架空距離値を算出する架空距離値算出手段と、該架空距離値算出手段により算出された、複数の架空距離値の内から最小値を選択する最小値選択手段と、該最小値選択手段により選択された最小の架空距離値に対応する、複数の制御パラメータの値の１つの組み合わせを、目標排気エネルギに適合した１つの組み合わせに決定する決定手段とを備える。
【０００８】
また、上記選択手段は、記憶装置に記憶される、排気エネルギと複数の制御パラメータとの相関データと、内燃機関の排気系における実排気エネルギを算出する実排気エネルギ算出手段と、内燃機関の前記排気系における目標排気エネルギを算出する目標排気エネルギ算出手段と、実排気エネルギ算出手段によって算出された実排気エネルギと目標排気エネルギ算出手段によって算出された目標排気エネルギとの差が所定量以上のとき、相関データを目標排気エネルギに基づいて検索して、複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせを選択する複数組み合わせ選択手段とを備えるとよい。
【０００９】
なお、排気エネルギは、排気熱量であるとよい。
【００１０】
そして、さらに、上記実排気エネルギ検出手段により検出あるいは推定された実排気エネルギを用いて、上記相関データを更新するデータ更新手段をさらに備えるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態が適用された内燃機関の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るフローチャートである。
【図３】本発明の適用による排気ガスの温度の変化例を実線で表し、従来の排気ガスの温度の変化例を点線で表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明による内燃機関の制御装置が適用された内燃機関を示す概略構成図である。同図に示される内燃機関１０は、シリンダブロック１２に形成された燃焼室１４の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、気筒１６内でピストン１８を往復移動させることにより動力を発生するものである。なお、図１には１気筒のみが示されるが、内燃機関１０は多気筒エンジンとして構成されると好ましく、本実施形態の内燃機関１０は、例えば４気筒エンジンとして構成される。
【００１４】
各燃焼室１４に臨む吸気ポートは、吸気マニホールド２０に接続されている。この吸気マニホールド２０上流側には、順に、サージタンク２２および吸気管２４が接続されている。吸気管２４は、エアクリーナ２６を介して図示されない空気取入口に接続されている。そして、吸気管２４の中途（サージタンク２２とエアクリーナ２６との間）には、スロットルバルブ（本実施形態では、電子制御式スロットルバルブ）２８が組み込まれている。
【００１５】
他方、各燃焼室１４に臨む排気ポートは、排気マニホールド３０に接続され、この排気マニホールド３０は下流側に排気管３２が接続されている。排気管３２には、三元触媒を含む前段触媒装置３４およびＮＯｘ吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置３６が接続されている。
【００１６】
内燃機関１０のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Ｖｉと、排気ポートを開閉する排気弁Ｖｅとが燃焼室１４ごとに配設されている。各吸気弁Ｖｉおよび各排気弁Ｖｅは、可変バルブタイミング機能を有する動弁機構（図示省略）によって開閉させられる。更に、内燃機関１０は、気筒数に応じた数の点火プラグ４０を有し、点火プラグ４０は、対応する燃焼室１４に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。
【００１７】
更に、内燃機関１０は、図１に示されるように、複数のインジェクタ４２を有し、インジェクタ４２は、対応する燃焼室１４に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。そして、内燃機関１０では、各燃焼室１４に空気を吸入させた状態で、各インジェクタ４２から各燃焼室１４内のピストン１８の凹部１８ａに向けてガソリン等の燃料が直接噴射される。これにより、内燃機関１０では、点火プラグ４０の近傍に燃料と空気との混合気の層が周囲の空気層と分離された状態で形成（成層化）することが可能となり、極めて希薄な混合気を用いて安定した成層燃焼を実行することができる。
【００１８】
上述のスロットルバルブ２８、各点火プラグ４０、各インジェクタ４２および動弁機構等は、内燃機関１０の制御装置として実質的に機能するＥＣＵ５０に電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を含むものである。ＥＣＵ５０には、各種センサ類がＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されていて、例えば吸入空気量を検出するためのエアフローメータ５２が接続されている。ＥＣＵ５０は、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、スロットルバルブ２８、点火プラグ４０、インジェクタ４２、動弁機構等を制御する。
【００１９】
図１に示されるように、ＥＣＵ５０に接続されるセンサ類には、クランク角センサ５４が含まれる。クランク角センサ５４は、クランクシャフトに固定されるロータプレート（シグナルプレート）等を含む磁気センサまたは光電式センサ等であり、クランクシャフトの回転角度を示すパルス信号を微小時間ごとにＥＣＵ５０に与える。また、内燃機関１０は、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等を含む筒内圧センサ５６を気筒数に応じた数だけ有している。各筒内圧センサ５６は、対応する燃焼室１４に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、それぞれ、図示されないＡ／Ｄ変換器を介してＥＣＵ５０に電気的に接続されている。各筒内圧センサ５６は、燃焼室１４の圧力すなわち筒内圧力に応じた電気信号を出力する。各筒内圧センサ５６からの出力信号は、所定時間（所定クランク角）おきにＥＣＵ５０に順次与えられ、圧力値（例えば絶対圧力）にされた上で、クランク角と関連付けて、ＥＣＵ５０の所定の記憶領域（バッファ）に所定量ずつ格納保持される。
【００２０】
上記したように、内燃機関１０では、各種センサ類からの出力信号に基づく各種の検出値に基づいて最適な運転状態が達成されるようにＥＣＵ５０による制御が行われる。そして、特にここでは、スロットルバルブ２８、点火プラグ４０、インジェクタ４２および動弁機構の各応答性を考慮して、それらの制御が行われる。以下に、その制御例を図２のフローチャートに基づいて説明する。なお、図２のフローチャートは、制御対象である点火プラグ４０、スロットルバルブ２８、インジェクタ４２および動弁機構の各応答性に基づく、複数の制御パラメータの各応答性を考慮して、それぞれの目標制御値を求める流れを表したフローチャートである。
【００２１】
ただし、本実施形態では、複数の制御パラメータの応答性を考慮して複数の制御パラメータの１つの組み合わせを選択する選択手段は、ＥＣＵ５０の一部を含んで構成される。また、内燃機関を制御する制御手段は、ＥＣＵ５０の一部を含んで構成される。
【００２２】
内燃機関１０を適切に作動させるように、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサ類からの出力信号に基づく検出値等に基づいて、内燃機関１０の、点火プラグ４０、スロットルバルブ２８、インジェクタ４２および動弁機構等が制御されているとき、図２のフローが実行される。なお、図２のフローの実行は、内燃機関１０の始動時から行われる。しかし、内燃機関１０の始動後、例えば内燃機関１０の作動状態がある程度まで安定したときから内燃機関１０が作動状態にある間、図２のフローが実行されてもよい。例えば、図２のフローが実行される開始時期は、所定回数のサイクル（吸気、圧縮、燃焼・膨張、排気の４行程）が完了した時とすることができる。そして、ここでは、各気筒１６のサイクル毎に、図２のフローチャートは繰り返されるが、複数サイクル毎など、図２のフローチャートが繰り返される期間は種々設定され得る。
【００２３】
ＥＣＵ５０は、まず、ステップＳ２０１で所定時期における筒内圧力を取得する。この筒内圧力は、筒内圧センサ５６からの出力信号に基づいて得られる。ここでは、各サイクルでの排気弁Ｖｅの開弁（ＥＶＯ）時の筒内圧力P(k,θ=θEVO)が取得される。上記のように、クランク角と関連付けて、筒内圧力が所定の記憶領域に格納保持されているので、その関連データを排気弁開弁時のクランク角で検索することで、排気弁Ｖｅ開弁時の筒内圧力が取得される。ただし、排気弁Ｖｅの開弁（ＥＶＯ）時の筒内圧P(k,θ=θEVO)における添字「k」はkサイクル目を表し、添字「θ」はクランク角を表す。なお、以下に示される符号においても、同様の添字が用いられる。
【００２４】
ステップＳ２０１で取得された筒内圧力を用いて、排気弁Ｖｅ開弁時の筒内温度が算出される。この筒内温度の算出は、気体の状態方程式に基づいて、つまり、式（１）に基づいて求められる。ただし、T(k,θ=θEVO)はkサイクル目の排気弁開弁時に対応するクランク角θEVOでの筒内温度であり、V(k,θ=θEVO)は排気弁開弁時に対応するクランク角θEVOでの筒内容積であり、Rは気体定数である。したがって、V(k,θ=θEVO)とRとは一義的に定まる定数であり、ここでは予め定められて記憶されているデータであるので、ステップＳ２０１で求められたP(k,θ=θEVO)を用いることで、T(k,θ=θEVO)は求められる。
【００２５】
【数１】
2010174658.tif 000003
【００２６】
次に、ステップＳ２０５で、現在のサイクルにおける実際の排気エネルギ（実排気エネルギ）としての実際の排気熱量（実排気熱量）Q(k)が算出される。この実排気熱量の算出は、式（２）に基づいて行われる。ただし、T(k,θ=θEVO)は、上記ステップＳ２０３で算出した値であり、T0は定数であって例えば２７３Kである。また、Q0は温度がT0のときの熱量であってここでは定数とされて予め定められて記録されている。そして、CP(T)は定圧比熱であって温度の関数である。なお、このステップＳ２０５での演算を行うＥＣＵ５０の一部が実排気エネルギすなわち実排気熱量を算出する手段に含まれる。
【００２７】
【数２】
2010174658.tif 000004
【００２８】
そして、こうしてステップＳ２０５で求められた実排気熱量Q(k)を用いて、ステップＳ２０７で排気エネルギとしての排気熱量と複数の制御パラメータとの相関データが更新される。その相関データは、予め実験に基づいて、あるいは種々の理論演算に基づいて構築されたデータであり、予め記憶装置に記録されている。そして、その相関データは、更新可能に記録されていて、内燃機関１０の運転時間（作動時間）の経過に連れて学習される。複数の制御対象は、上記した、点火プラグ４０、スロットルバルブ２８、インジェクタ４２および動弁機構であるのに対して、ここでは、それらを制御する上での複数の制御パラメータは、機関回転速度NE、吸気充填効率KL、筒内ガスの残留ガス割合re、筒内ガスの空燃比（燃焼前の筒内混合気の空燃比）raf、点火時期SAである。なお、ここでは、更新（学習）用の機関回転速度NEは、クランク角センサ５４からの出力信号に基づいて求められる。同吸気充填効率KLは、エアフローメータ５２からの出力信号に基づいて求められる。また、同残留ガス割合reは、吸排気弁Vi、Veのバルブタイミングやリフト量に基づいて求められてもよいが、ここでは後述するようにして算出される。また、同筒内ガスの空燃比rafは、空燃比センサを設けてそれを用いて求められてもよいが、ここでは、後述するようにして算出される。そして、同点火時期SAは、制御に用いられた記録データから読み込まれる。
【００２９】
これらの複数の制御パラメータの値は、上記相関データにおいて、排気熱量と相互に関連付けられている。そして、種々の理論演算を必要に応じて利用して、ステップＳ２０５で求められた実排気熱量と相関データの排気熱量とを関連付けつつ、相関データは更新すなわち補正される。なお、このステップＳ２０７でのデータ更新を行うＥＣＵ５０の一部がデータ更新手段に含まれる。
【００３０】
ここで、残留ガス割合reや筒内ガスの空燃比rafの求め方が説明される。ただし、その詳細は、本出願人が出願人である特許文献２、特許文献３に開示されていて、ここではそれを本発明に適用できることを述べ、以下にその概要のみを述べる。
【００３１】
残留ガス割合reの求め方は、特許文献２に開示されている。気筒における筒内圧と、気筒における容積（筒内容積）と、気筒内のガスの温度（筒内ガス温度）とに基づいて、筒内に残留する残留ガス量を算出する。具体的には、筒内圧、筒内容積、および筒内ガス温度を気体の状態方程式に代入することによって筒内の全ガス量（筒内ガス量）を得て、この筒内ガス量からエアフローメータより取得された新気ガス量を減算することによって残留ガス量を得る。そして、残留ガス量の筒内ガス量に対する割合を算出することで、残留ガス割合reを求めることができる。なお、筒内ガス温度は、例えば気筒の壁温（筒内壁温）に基づいて算出され得、筒内壁温は、冷却水温度に基づいて算出され得る。そして、筒内ガス温度は、所定の２点のクランク角における筒内ガス温度の比と、上記の筒内壁温とに基づいて算出され得る。詳しくは、所定の２点のクランク角は、クランク角が変化する間に、気筒内におけるガスの流入・流出がなく、燃料の点火などが行われないような２点に設定される。すなわち、圧縮行程時のクランク角の２点を選定する。このように２点のクランク角を設定することにより、クランク角が変化したときの筒内ガス温度の変化が、筒内壁温によって一義的に定まる。したがって、筒内ガス温度の比と筒内の壁温との関係に基づいて、筒内ガス温度を精度良く求めることが可能となる。なお、筒内ガス温度の比は、所定の２点のクランク角における筒内圧と筒内容積とを用いて、ボイル・シャルルの法則により求められる。
【００３２】
また、筒内ガスの空燃比rafの求め方は、特許文献３に開示されている。この方法では、筒内圧センサを用いて求められる筒内圧力に基づいて、燃焼室で燃焼が開始されてから当該燃焼が実質的に完了するまでの燃焼時間が算出される。他方、内燃機関の燃焼室における空燃比と、当該燃焼室における混合気（燃料）の燃焼速度との間には相関が認められ、また、燃焼室における混合気の燃焼速度は、燃焼室で燃焼が開始されてから当該燃焼が実質的に完了するまでの燃焼時間に密接に関連する。このような関連性に着目して得られた、燃焼時間と燃焼室における空燃比との相関を規定する空燃比マップを、上記の如く算出された燃焼時間で検索することで空燃比が求められる。
【００３３】
ここで、図２のフローチャートに戻り、ステップＳ２０７の次のステップＳ２０９が行われる。ステップＳ２０９では、機関運転状態や内燃機関１０に対する運転要求（例えばアクセル開度から推定）から求められる、内燃機関１０に対する制御上目標とされる排気エネルギ（目標排気エネルギ）としての排気熱量（目標排気熱量）と、ステップＳ２０５で求められた実排気熱量との差分が所定量域内におさまっているか否かが判断される。ここでは、目標排気熱量は、次回のサイクルにおける機関制御における排気熱量の目標値であり、実排気熱量に対する符号Q(k)に対して、符号Qr(k+1)が用いられる。実排気熱量Q(k)と目標排気熱量Qr(k+1)との差分（大きさ）が、所定差分ε未満か否かが判断される。なお、目標排気熱量は、触媒装置３４、３６の触媒に投入されたあるいは有する熱量から定められてもよく、また、排気通路の温度から推定される排気通路の熱量から定められてもよく、種々の算出方法および算出基準に基づいて算出され得る。例えば、目標排気熱量を触媒装置３４、３６の触媒が有する熱量から定める場合、触媒の上下流側の排気通路の各温度を温度センサ等を用いて検出して、それらの温度差から目標排気熱量は所定の演算式を用いて演算することで算出され得る。なお、このステップＳ２０９での一部の演算を行うＥＣＵ５０の一部が目標排気エネルギすなわち目標排気熱量を算出する手段に含まれる。また、なお、このステップＳ２０９での一部の演算を行うＥＣＵ５０の一部が実排気エネルギと目標排気エネルギとを比較する比較手段に含まれる。
【００３４】
ステップＳ２０９で否定されると、つまり実排気熱量Q(k)と目標排気熱量Qr(k+1)との差分が所定差分ε以上のとき、ステップＳ２１１で、目標排気熱量Qr(k+1)に対する、上記複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせが上記相関データから選択される。こうして選択される複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせは、目標排気熱量Qr(k+1)の実現可能性を有する組み合わせである。なお、このステップＳ２１１での演算を行うＥＣＵ５０の一部が複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせを選択する複数組み合わせ選択手段に含まれる。
【００３５】
具体的には、目標排気熱量Qr(k+1)で上記相関データを検索して、目標排気熱量Qr(k+1)に近似する排気熱量を複数個、上記相関データから抽出することで、それらの複数の組み合わせが得られる。つまり、そうやって抽出された複数の排気熱量の各々に対する複数の制御パラメータの値の組み合わせが、複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせとして選択される。
【００３６】
例えば、以下に式（３）として示される、３つの組み合わせが選択される。ただし式（３）では、それらは行列式として表されている。なお、式（３）では、第１組み合わせＣＮＤ１、第２組み合わせＣＮＤ２、そして第３組み合わせＣＮＤ３の３つの組み合わせが示されているが、上記したように、それら組み合わせは２つ以上、幾つの組み合わせでもよい。ただし、単に１つの組み合わせとされることをも許容される。なお、式（３）中の機関回転速度NE、吸気充填効率KL、筒内ガスの残留ガス割合re、筒内ガスの空燃比raf、点火時期SAには、組み合わせ番号が付されていて、例えば、第１組み合わせＣＮＤ１は、機関回転速度NE1、吸気充填効率KL1、筒内ガスの残留ガス割合re1、筒内ガスの空燃比raf1、点火時期SA1からなる。しかし、これら各組み合わせから、機関回転速度NEが除かれてもよい。
【００３７】
【数３】
2010174658.tif 000005
【００３８】
そして、ステップＳ２１１で選択されたそれら複数の制御パラメータの値の組み合わせから、ステップＳ２１３ではそれら組み合わせの各々に対して、架空距離値Ｒが求められる。ここで、架空距離値Ｒとは、複数の制御パラメータの各々の応答性を考慮して（基づいて）、複数の制御パラメータの複数の組み合わせを同一次元下で比較するための、実排気エネルギから目標排気エネルギまでの架空の規格化した距離として定義される。そして、具体的には、ここでは、架空距離値は、式（４）に基づいて求められる。
【００３９】
【数４】
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【００４０】
ここで、式（４）の各項は、前から順に、吸気充填効率、残留ガス割合、筒内の空燃比、点火時期に関する項であり、ここでは現在のサイクル（ｋ）での各値からの距離値に相当する。KLunit3/Qunit、reunit3/Qunit、rafunit3/Qunit、SAunit3/Qunitの各々は無次元化のための定数である。また、式（４）では、各制御パラメータの応答性を考慮した定数、具体的には各制御対象用のアクチュエータを制御してから排気熱量に影響が出るまでの時間の逆数が、CKL、Cre、Craf、Csaとしてされていて、それらは「Csa＞Craf＞Cre＞CKL」の関係を有する。∂Q/∂KL、∂Q/∂re、∂Q/∂raf、∂Q/∂SAの各々は、吸気充填効率、残留ガス割合、筒内の空燃比、点火時期を制御したときの、実排気熱量Q(k)における影響度を表した値である。なお、相関データがマップ化されている場合、これらは実排気熱量Q(k)の傾きに相当する。また、式（４）における添字ｉは、１、２、・・・と変化し、第１組み合わせＣＮＤ１における架空距離値R(1)は、iを１として、上記第１組み合わせＣＮＤ１の制御パラメータの値を式（４）に代入することで求められる。なお、このステップＳ２１３での演算を行うＥＣＵ５０の一部が架空距離値算出手段に含まれる。
【００４１】
こうして各組み合わせに対して求められた架空距離値の中から最小値が、ステップＳ２１５で求められる（選択される）。なお、このステップＳ２１５での演算を行うＥＣＵ５０の一部が最小値選択手段に含まれる。こうして当該ルーチンが終了されて、繰り返される。なお、上記ステップＳ２０９で肯定されると、つまり実排気熱量Q(k)と目標排気熱量Qr(k+1)との差分が所定差分ε未満のとき、そのときのルーチンは終了されて、繰り返される。
【００４２】
こうして求められた架空距離値の最小値（最小架空距離値）に対応する、複数の制御パラメータの１つの組み合わせＣＮＤが、ＥＣＵ５０では求められる。そして、その複数の制御パラメータ（ここでは吸気充填効率、残留ガス割合、筒内の空燃比、点火時期）がそうして求められたそれらの値の組み合わせになるように、上記複数の制御対象がそれぞれ制御される。なお、複数の制御パラメータの１つの組み合わせＣＮＤを求めるＥＣＵ５０の一部が決定手段に含まれる。
【００４３】
以上述べたことを概略的にまとめると、本発明では、目標排気エネルギと実排気エネルギとの差が所定量以上のとき、目標排気エネルギ実現可能性を有する、内燃機関の複数の制御パラメータの値の複数の組み合わせから、複数の制御パラメータの応答性を考慮した各組み合わせにおける架空距離値を比較することで、１つの組み合わせが選択され、こうして選択された複数の制御パラメータの値の１つの組み合わせに基づいて内燃機関が制御される。したがって、内燃機関の排気エネルギを適切に制御することが可能になる。
【００４４】
すなわち、こうして求められた制御パラメータの値を用いて複数の制御対象が制御されるので、排気エネルギ、特に排気熱量を所望レベルに制御することができる。例えば、機関始動時であっても、図３に点線で示すように排気ガスの温度が推移することは抑制され、本発明によれば、図３に実線で示すように、排気ガスの温度を滑らかにかつ迅速に高めることができる。それ故、例えば、機関始動時の暖機性向上を達成することが可能になり、または、排気ガスの温度が高くなりすぎることによる排気通路に設けられた触媒の溶損を防ぐことが可能になる。また、上記の如く、架空距離値が用いられるので、そのような排気エネルギの適切な制御と、その応答性確保との両立を図ることが可能になる。
【００４５】
また、こうすることで、内燃機関１０の能力を最大限に発揮させることが可能になる。例えば、このようにして設定された点火時期は、余裕代を最小限にした点火時期であり得るので、最大限の振れ幅を有し得る。このような余裕代は、他の制御パラメータの値に関しても同様である。
【００４６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数の制御パラメータは、上記制御パラメータに限定されず、より少なくても、より多くても、上記制御パラメータとは異なる制御パラメータのみから構成されてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、内燃機関を火花点火式機関としたが、それは圧縮点火式機関であってもよい。あるいは、本発明が適用される内燃機関は、ポート噴射形式の内燃機関であってもよく、本発明は種々の内燃機関に適用可能である。
【００４８】
以上、本発明を実施形態等に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。したがって本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  内燃機関
１２  シリンダブロック
１４  燃焼室
１６  気筒
１８  ピストン
２０  吸気マニホールド
２２  サージタンク
２４  吸気管
２６  エアクリーナ
２８  スロットルバルブ
３０  排気マニホールド
３２  排気管
３４  前段触媒装置
３６  後段触媒装置
４０  点火プラグ
４２  インジェクタ
５４  クランク角センサ
５６  筒内圧センサ
Ｖｉ  吸気弁
Ｖｅ  排気弁
【図１】
2010174658.tif 000007
【図２】
2010174658.tif 000008
【図３】
2010174658.tif 000009