(57)【要約】    【課題】  トルク制御精度を向上させる。    【解決手段】  最適点火時期ＭＢＴにおいて「要求トルク＋トルク余裕値」に相当するスロットル開度を算出して、スロットル開度をトルク余裕値分だけトルク上昇方向にオフセットする。そして、要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比に基づいて、要求トルクを実現する点火遅角量Ｒを求め、上記スロットル開度のオフセットによるトルク上昇分を点火遅角量Ｒによりキャンセルする。このようにすれば、スロットルバルブのリークエアを含む吸入空気量に基づいて推定する推定トルクを用いずに、点火時期の遅角方向のオフセット量を算出することができるため、リークエアが多い場合でも、そのリークエアによって点火遅角量Ｒが過大になることを防止することができて、燃費悪化や排出ガス温度上昇等の不具合を防止することができる。    【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求トルクに応じて設定した吸入空気量制御値を所定のトルク余裕値分だけトルク上昇方向にオフセットし、この吸入空気量制御値のオフセットによるトルク上昇分を点火時期の遅角方向へのオフセットによりキャンセルして前記要求トルクを実現するトルクリザーブ制御を行うトルク制御手段を備えた内燃機関のトルク制御装置において、
前記トルク制御手段は、前記トルクリザーブ制御を行う際に、前記要求トルクと、前記要求トルクに前記トルク余裕値を加算した値との比に基づいて点火時期の遅角方向へのオフセット量を算出することを特徴とする内燃機関のトルク制御装置。
【請求項２】
前記トルク制御手段は、前記トルクリザーブ制御中に、前記要求トルクと、前記要求トルクに前記トルク余裕値を加算した値との比に基づいて点火時期の遅角方向へのオフセット量を算出する際に、前記要求トルクに対して前記要求トルクに前記トルク余裕値を加算した値又はトルク余裕値のみの応答性を遅くすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のトルク制御装置。
【請求項３】
アイドル回転速度制御実行条件が成立しているときに内燃機関のアイドル回転速度が目標アイドル回転速度に一致するように少なくとも吸入空気量制御手段をフィードバック制御するアイドル回転速度制御手段を備え、
前記トルク制御手段は、前記アイドル回転速度制御手段によるアイドル回転速度制御中に前記トルクリザーブ制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のトルク制御装置。
【請求項４】
前記トルク制御手段は、前記トルクリザーブ制御中に、前記要求トルクと、前記要求トルクに前記トルク余裕値を加算した値との比に基づいて点火時期の遅角方向へのオフセット量を算出する際に、前記要求トルク及び前記要求トルクに前記トルク余裕値を加算した値からそれぞれ前記アイドル回転速度制御手段によるフィードバック補正量の積分項と学習値の影響を排除することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のトルク制御装置。
【請求項５】
前記トルク制御手段は、前記トルクリザーブ制御中に、前記要求トルク及び前記要求トルクに前記トルク余裕値を加算した値からそれぞれ前記アイドル回転速度制御手段によるフィードバック補正量の積分項と学習値の影響を排除する際に、該積分項と該学習値に対しては応答性を遅くする処理を行わないことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のトルク制御装置。
【請求項６】
前記トルク制御手段は、前記トルクリザーブ制御中に、前記要求トルクに対して前記要求トルクに前記トルク余裕値を加算した値の応答性を、内燃機関の回転速度、吸気管圧力、吸入空気量、吸気温度、大気圧、目標アイドル回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて設定することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の内燃機関のトルク制御装置。
【請求項７】
前記トルク制御手段は、前記トルクリザーブ制御中に動力伝達系からトルクダウン要求が発生したときには、前記要求トルクと、内燃機関の運転状態に基づいて算出した推定トルクとの比に基づいて点火時期の遅角方向へのオフセット量を算出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の内燃機関のトルク制御装置。
【請求項８】
前記トルク制御手段は、触媒早期暖機制御中に前記トルクリザーブ制御を行う場合は、前記要求トルクに対して前記要求トルクに前記トルク余裕値を加算した値の応答性及び／又は前記トルク余裕値の応答性を変更することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関のトルク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、要求トルクに応じて設定した吸入空気量制御値をトルク余裕値分だけトルク上昇方向（吸入空気量の増加方向）にオフセットし、この吸入空気量制御値のオフセットによるトルク上昇分を点火時期の遅角方向へのオフセットによりキャンセルして要求トルクを実現する機能を備えた内燃機関のトルク制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のトルク制御において、アイドル運転時にパワーステアリングのポンプ、エアコンのコンプレッサ等の補機類の負荷変動によるトルク変動を、吸入空気量の補正によって抑制しようとしても、スロットル開度（又はＩＳＣバルブ開度）の変化が筒内充填空気量の変化として現れるまでに応答遅れがあるため、吸入空気量の補正では補機類の負荷変動によるトルク変動（エンジン回転変動）を応答良く抑制することができない。
【０００３】
そこで、特許文献１（特表平１０−５０３２５９号公報）に記載されているように、点火時期の遅角／進角補正が応答良くトルク変化に現れることに着目して、アイドル運転時に補機類の負荷変動によるトルク変動を点火時期の補正によって応答良く抑制するようにしたものがある。
【０００４】
一般に、内燃機関の点火時期は、トルク・燃料消費率が最良となる最適点火時期（ＭＢＴ）に近付けるように制御されるが、点火時期が最適点火時期に近付き過ぎていると、補機類の負荷によるトルク低下分を点火時期の進角補正によるトルク上昇分で補ってトルク変動を抑制しようとしても、補機類の負荷によるトルク低下分を補うだけのトルク上昇を点火時期の進角補正によって確保する余裕がなくなってしまい、トルク変動（エンジン回転変動）を十分に抑制することができない。
【０００５】
この対策として、特許文献１のトルク制御では、要求トルクに応じて設定した吸入空気量制御値（例えばスロットル開度）を所定のトルク余裕値分だけトルク上昇方向にオフセットし、この吸入空気量制御値のオフセットによるトルク上昇分を点火時期の遅角方向（トルク低下方向）へのオフセットによりキャンセルすることで、要求トルクを実現しながら補機類の負荷によるトルク低下分を補うだけのトルク上昇を点火時期の進角補正によって確保する余裕を持たせるようにしている。このものでは、点火時期を遅角方向にオフセットする際に、吸入空気量やエンジン回転速度等に基づいて最適点火時期における推定トルクを算出し、要求トルクと最適点火時期における推定トルクとの比に基づいて最適点火時期からの点火時期の遅角方向へのオフセット量を算出するようにしている。
【特許文献１】特表平１０−５０３２５９号公報（第５頁〜第１０頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１のトルク制御では、吸入空気量等に基づいて最適点火時期における推定トルクを算出し、要求トルクと最適点火時期における推定トルクとの比に基づいて最適点火時期からの点火時期の遅角方向へのオフセット量を算出するようにしているため、もし、システムの個体差（製造ばらつき、制御誤差等）によってアイドル運転時にスロットルバルブのリークエア（スロットルバルブの隙間をすり抜ける空気）が多くなると、リークエアによる推定トルクの増加分が無視できなくなって、要求トルクと推定トルクとの比が小さくなり、点火時期の遅角方向へのオフセット量が過大になる。このため、点火時期を遅角し過ぎて、燃費悪化や排出ガス温度上昇等の不具合が発生する可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、内燃機関の吸入空気量制御値をトルク上昇方向にオフセットし、この吸入空気量制御値のオフセットによるトルク上昇分を点火時期の遅角方向へのオフセットによりキャンセルする際に、スロットルバルブのリークエアなどによって点火時期の遅角方向のオフセット量が過大になることを防止することができて、トルク制御精度を向上できる内燃機関のトルク制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の内燃機関のトルク制御装置は、要求トルクに応じて設定した吸入空気量制御値を所定のトルク余裕値分だけトルク上昇方向にオフセットし、この吸入空気量制御値のオフセットによるトルク上昇分を点火時期の遅角方向へのオフセットによりキャンセルして要求トルクを実現するトルクリザーブ制御を行う際に、要求トルクと、要求トルクにトルク余裕値を加算した値との比に基づいて点火時期の遅角方向へのオフセット量を算出するようにしたものである。
【０００９】
この場合、要求トルクに応じて吸入空気量制御値が設定されるという関係があるため、要求トルクにトルク余裕値を加算した値（以下「要求トルク＋トルク余裕値」と表記する）は、吸入空気量制御値をトルク余裕値分だけトルク上昇方向にオフセットしたときのトルク（以下「ベース点火時期におけるトルク」という）の代用情報となる。従って、要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比、つまり、要求トルクと「ベース点火時期におけるトルク」との比を用いれば、吸入空気量制御値のオフセットによるトルク上昇分をキャンセルするのに必要な点火時期の遅角方向のオフセット量を算出することが可能となる。このようにすれば、スロットルバルブのリークエアを含む吸入空気量に基づいて推定する推定トルクを用いずに、点火時期の遅角方向のオフセット量を算出することができるため、リークエアが多い場合でも、そのリークエアによって点火時期の遅角方向のオフセット量が過大になることを防止することができて、燃費悪化や排出ガス温度上昇等の不具合を防止することができる。
【００１０】
また、請求項２のように、トルクリザーブ制御中に、要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比に基づいて点火時期の遅角方向へのオフセット量を算出する際に、要求トルクに対して「要求トルク＋トルク余裕値」又はトルク余裕値のみの応答性を遅くするようにすると良い。このようにすれば、要求トルクの変化に追従して吸入空気量制御値が変化したときに、吸入空気量制御値の変化が筒内充填空気量の変化として現れるまでに応答遅れが生じるのに合わせて、「ベース点火時期におけるトルク」の代用情報として用いる「要求トルク＋トルク余裕値」に適度な応答遅れを持たせることができ、要求トルクの急変時でも要求トルクを実現するのに必要な点火時期の遅角方向のオフセット量を精度良く算出することができる。
【００１１】
一般に、内燃機関の制御システムは、アイドル回転速度制御実行条件が成立しているときに内燃機関のアイドル回転速度が目標アイドル回転速度に一致するように吸入空気量制御手段をフィードバック制御するアイドル回転速度制御手段を備えているため、請求項３のように、アイドル回転速度制御手段によるアイドル回転速度制御中にトルクリザーブ制御を行うようにすると良い。このようにすれば、トルクリザーブ制御中に、スロットルバルブのリークエアが多くても、その分、アイドル回転速度制御によって吸入空気量を絞ることができ、スロットルバルブのリークエアによるトルク増加をより確実に防止することができる。
【００１２】
また、アイドル回転速度制御によるトルク増減分を考慮して要求トルクを算出する場合、請求項４のように、トルクリザーブ制御中に、要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比に基づいて点火時期の遅角方向へのオフセット量を算出する際に、要求トルク及び「要求トルク＋トルク余裕値」からそれぞれアイドル回転速度制御手段によるフィードバック補正量の積分項と学習値の影響を排除するようにしても良い。このようにすれば、アイドル回転速度制御の変化速度の遅いパラメータ（フィードバック補正量の積分項や学習値）の影響を受けて要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比がずれて点火時期の遅角方向へのオフセット量がずれることを防止することができる。
【００１３】
この場合、アイドル回転速度制御のフィードバック補正量の積分項や学習値はもともとゆっくりと変化するため、これらの積分項や学習値の応答性を更に遅くすると、余分に点火遅角して燃費が悪化する可能性があるため、請求項５のように、トルクリザーブ制御中に、要求トルク及び要求トルクにトルク余裕値を加算した値からそれぞれアイドル回転速度制御手段によるフィードバック補正量の積分項と学習値の影響を排除する際に、該積分項と該学習値に対しては応答性を遅くする処理を行わないようにすると良い。このようにすれば、過剰に点火遅角して燃費が悪化することを防止することができる。
【００１４】
また、請求項６のように、トルクリザーブ制御中に、要求トルクに対して「要求トルク＋トルク余裕値」の応答性を、内燃機関の回転速度、吸気管圧力、吸入空気量、吸気温度、大気圧、目標アイドル回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて設定するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の回転速度、吸気管圧力、吸入空気量、吸気温度、大気圧、目標アイドル回転速度に応じて筒内充填空気量の応答遅れが変化するのに対応して、「要求トルク＋トルク余裕値」の応答遅れを変化させることができるため、要求トルクを実現するのに必要な点火時期の遅角方向へのオフセット量を更に精度良く算出することができる。
【００１５】
また、請求項７のように、トルクリザーブ制御中に動力伝達系からトルクダウン要求が発生したときには、要求トルクと、内燃機関の運転状態に基づいて算出した推定トルクとの比に基づいて点火時期の遅角方向へのオフセット量を算出するようにすると良い。このようにすれば、トラクションコントロールシステムやアンチロックブレーキシステム等の動力伝達系からトルクダウン要求が発生したときには、要求トルクと、実際の内燃機関の運転状態（吸入空気量や回転速度等）に基づいて算出した推定トルクとの比を用いて、要求トルクを実現する点火時期の遅角方向へのオフセット量を精度良く設定することができ、動力伝達系からのトルクダウン要求に精度良く対応したトルク制御を実現できる。
【００１６】
一般に、触媒早期暖機制御では、排出ガス温度を上昇させるために点火時期を遅角をするため、触媒早期暖機制御中に上述したトルクリザーブ制御を行うと、点火時期が急変し、燃焼が不安定になる可能性がある。
【００１７】
この対策として、請求項８のように、触媒早期暖機制御中にトルクリザーブ制御を行う場合は、要求トルクに対して「要求トルク＋トルク余裕値」の応答性及び／又はトルク余裕値の応答性を変更するようにすると良い。このようにすれば、触媒早期暖機制御中にトルクリザーブ制御を行う際に、「要求トルク＋トルク余裕値」やトルク余裕値の応答性を変更することによって、点火時期の変化を抑制でき、燃焼の安定性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を３つの実施例１〜３を用いて説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１を図１乃至図３に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、ＤＣモータ等のモータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００２０】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００２１】
一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒２４が設けられ、この触媒２４の上流側に、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２５（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。
【００２２】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、エンジン１１のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２７が取り付けられている。このクランク角センサ２７の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００２３】
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２８に入力される。このＥＣＵ２８は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。
【００２４】
また、ＥＣＵ２８は、アイドル運転状態又はそれに近い運転状態でアイドル回転速度制御実行条件が成立しているときに、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度に一致するようにスロットルバルブ１６のスロットル開度をＰＩＤ制御等により制御して吸入空気量をフィードバック制御するアイドル回転速度制御（以下「ＩＳＣ」と表記する）を実行する。この機能が特許請求の範囲でいうアイドル回転速度制御手段としての役割を果たす。      
【００２５】
更に、ＥＣＵ２８は、ＩＳＣ実行条件が成立しているときに、要求トルクに応じて設定した吸入空気量制御値であるスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を所定のトルク余裕値分だけトルク上昇方向にオフセットし、このスロットル開度のオフセットによるトルク上昇分を点火時期の遅角方向へのオフセットによりキャンセルして要求トルクを実現するトルクリザーブ制御を行う。この機能が特許請求の範囲でいうトルク制御手段としての役割を果たす。このトルクリザーブ制御により、パワーステアリングのポンプ等の補機類の負荷によるトルク低下を補うだけのトルク上昇を点火時期の進角補正によって確保する余裕を持たせるようにしている。
【００２６】
以下、図２に基づいて本実施例１のトルクリザーブ制御について説明する。
スロットル開度を設定する場合には、まず、アクセル開度、エンジン回転速度等に基づいてドライバ要求トルクを算出し、このドライバ要求トルクにＩＳＣによるトルク増減分や各種の損失トルク（内部損失トルク、外部損失トルク等）を加算して要求トルクを求める。ここで、内部損失トルクは、機械摩擦損失、ポンピング損失等であり、外部損失トルクは、エンジン１１の動力で駆動される補機類（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、パワーステアリングのポンプ等）の負荷トルクである。
【００２７】
この後、要求トルクにトルク余裕値を加算した値（以下「要求トルク＋トルク余裕値」と表記する）を求める。ここで、トルク余裕値は、補機類の負荷によるトルク低下分の絶対値よりも大きい値に設定され、固定値としても良いが、エンジン運転状態等に応じて変更しても良い。
【００２８】
この後、「要求トルク＋トルク余裕値」に応じたスロットル開度をマップ等により算出して、ベース点火時期（例えば、トルク・燃料消費率が最良となる最適点火時期ＭＢＴ）において「要求トルク＋トルク余裕値」に相当するスロットル開度を設定する。これによりスロットル開度をトルク余裕値分だけトルク上昇方向にオフセットする。
【００２９】
ここで、要求トルクに応じてスロットル開度が設定されるという関係があるため、「要求トルク＋トルク余裕値」は、スロットル開度をトルク余裕値分だけトルク上昇方向にオフセットした状態で点火時期を遅角方向にオフセットしない場合のトルク（以下「ベース点火時期におけるトルク」という）の代用情報となる。従って、要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比、つまり、要求トルクと「ベース点火時期におけるトルク」との比を用いれば、スロットル開度のオフセットによるトルク上昇分をキャンセルするのに必要な点火時期の遅角方向のオフセット量（以下単に「点火遅角量」という）を算出することが可能となる。
【００３０】
点火時期を設定する場合には、まず、要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比をトルク効率として算出する。この後、点火遅角量Ｒ（最適点火時期ＭＢＴからの遅角方向へのオフセット量）のマップを用いて、トルク効率に応じた点火遅角量Ｒを算出することで、要求トルクを実現するのに必要な点火遅角量Ｒを求める。この点火遅角量Ｒのマップは、トルク効率＝１のときに点火遅角量Ｒ＝０となり、トルク効率が１よりも小さくなるのに従って点火遅角量Ｒが大きくなるように設定されている。
【００３１】
この後、最適点火時期ＭＢＴから点火遅角量Ｒだけ遅角した点火時期を算出する。これにより、要求トルクを実現するように点火時期をトルク余裕値分だけ遅角方向（トルク低下方向）にオフセットして、スロットル開度のオフセットによるトルク上昇分をキャンセルする。
【００３２】
図４に示す比較例のトルクリザーブ制御では、「要求トルク＋トルク余裕値」に相当するスロットル開度を設定して、要求トルクを実現するように点火時期をトルク余裕値分だけ遅角方向にオフセットする際に、エンジン回転速度、吸入空気量、空燃比等に基づいて最適点火時期ＭＢＴにおける推定トルクを算出し、要求トルクと最適点火時期ＭＢＴにおける推定トルクとの比（トルク効率）に基づいて点火遅角量Ｒ（最適点火時期ＭＢＴからの遅角方向へのオフセット量）を算出する。この場合、図５に示すように、もし、スロットルバルブ１６のリークエアが多いと、リークエアによる推定トルクの増加分が無視できなくなって、要求トルクと推定トルクとの比が小さくなり、点火遅角量Ｒが過大になる。このため、点火時期を遅角し過ぎて、燃費悪化や排出ガス温度上昇等の不具合が発生する可能性がある。
【００３３】
これに対して、図２に示す本実施例１のトルクリザーブ制御では、「要求トルク＋トルク余裕値」に相当するスロットル開度を設定して、要求トルクを実現するように点火時期をトルク余裕値分だけ遅角方向にオフセットする際に、要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比（トルク効率）に基づいて点火遅角量Ｒ（最適点火時期ＭＢＴからの遅角方向へのオフセット量）を算出する。このようにすれば、スロットルバルブ１６のリークエアを含む吸入空気量に基づいて推定する推定トルクを用いずに、点火遅角量Ｒを算出することができるため、図３に示すように、スロットルバルブ１６のリークエアが多い場合でも、その影響を受けず、点火遅角量Ｒが過大になることを防止することができる。これにより、点火時期の遅角し過ぎを防止することができ、燃費悪化や排出ガス温度上昇等の不具合を防止することができる。
【００３４】
しかも、本実施例１では、ＩＳＣ（アイドル回転速度制御）が実施されるときに、トルクリザーブ制御を行うので、図３に示すように、トルクリザーブ制御中に、スロットルバルブ１６のリークエアが多くても、その分、ＩＳＣによってスロットル開度を閉じて吸入空気量を絞ることができ、スロットルバルブ１６のリークエアによるトルク増加をより確実に防止することができる。
【実施例２】
【００３５】
次に、図６及び図７を用いて本発明の実施例２を説明する。
本実施例２のトルクリザーブ制御では、図６に示すように、要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比（トルク効率）に基づいて点火遅角量Ｒを算出する際に、要求トルクに対して「要求トルク＋トルク余裕値」の応答性を遅くすると共に、要求トルク及び「要求トルク＋トルク余裕値」からそれぞれＩＳＣによるフィードバック補正量の積分項（以下「ＩＳＣ積分項」と表記する）とＩＳＣによるフィードバック補正量の学習値（以下「ＩＳＣ学習値」と表記する）の影響を排除するようにようにしている。
【００３６】
具体的には、点火時期を算出する場合に、まず、ＩＳＣによるトルク増減分等を考慮して算出した要求トルクからＩＳＣによるフィードバック補正量の積分項（以下「ＩＳＣ積分項」と表記する）とＩＳＣによるフィードバック補正量の学習値（以下「ＩＳＣ学習値」と表記する）の影響を排除する。
【００３７】
また、「要求トルク＋トルク余裕値」をスムージング（なまし処理、一次遅れ処理等）して、要求トルクに対して「要求トルク＋トルク余裕値」の応答性を遅くする。これにより、要求トルクの変化に追従してスロットル開度が変化したときに、実筒内充填空気量に応答遅れが生じるのに合わせて、「ベース点火時期におけるトルク」の代用情報として用いる「要求トルク＋トルク余裕値」に応答遅れを持たせるようにする（図７参照）。
【００３８】
ここで、「要求トルク＋トルク余裕値」をスムージングする際のなまし係数は、エンジン回転速度、吸気管圧力、吸入空気量、吸気温度、大気圧、目標アイドル回転速度等のうちの少なくとも１つに基づいて設定する。これにより、エンジン回転速度、吸気管圧力、吸入空気量、吸気温度、大気圧、目標アイドル回転速度等に応じて実筒内充填空気量の応答遅れが変化するのに対応して、「要求トルク＋トルク余裕値」の応答遅れを変化させるようにする。
【００３９】
このようにして、スムージングした後の「要求トルク＋トルク余裕値」からＩＳＣ積分項とＩＳＣ学習値の影響を排除する。
この後、ＩＳＣ積分項とＩＳＣ学習値の影響を排除した要求トルクと、ＩＳＣ積分項とＩＳＣ学習値の影響を排除したスムージング後の「要求トルク＋トルク余裕値」との比をトルク効率として算出する。このトルク効率に基づいて要求トルクを実現するのに必要な点火遅角量Ｒを算出して、点火時期をトルク余裕値分だけ遅角方向にオフセットする。
【００４０】
以上説明した本実施例２では、要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比に基づいて点火遅角量を算出する際に、「要求トルク＋トルク余裕値」をスムージングして、要求トルクに対して「要求トルク＋トルク余裕値」の応答性を遅くするようにしたので、図７に示すように、要求トルクの変化に応じてスロットル開度が変化したときに、実筒内充填空気量に応答遅れが生じるのに合わせて、「ベース点火時期におけるトルク」の代用情報として用いる「要求トルク＋トルク余裕値」に応答遅れを持たせることができ、要求トルクの急変時でも要求トルクを実現するのに必要な点火遅角量Ｒを精度良く算出することができる。
【００４１】
更に、本実施例２では、「要求トルク＋トルク余裕値」をスムージング（なまし処理）する際のなまし係数を、エンジン回転速度、吸気管圧力、吸入空気量、吸気温度、大気圧、目標アイドル回転速度等のうちの少なくとも１つに基づいて設定するようにしたので、エンジン回転速度、吸気管圧力、吸入空気量、吸気温度、大気圧、目標アイドル回転速度等に応じて実筒内充填空気量の応答遅れが変化するのに対応して、「要求トルク＋トルク余裕値」の応答遅れを変化させることができるため、要求トルクを実現するのに必要な点火遅角量Ｒひいては点火時期を更に精度良く算出することができる。
【００４２】
また、本実施例２では、要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比に基づいて点火遅角量Ｒを算出する際に、要求トルク及び「要求トルク＋トルク余裕値」からそれぞれＩＳＣ積分項とＩＳＣ学習値の影響を排除するようにようにしたので、ＩＳＣ積分項やＩＳＣ学習値の影響を受けて要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比がずれて点火時期がずれることを防止することができる。
【００４３】
ＩＳＣ積分項やＩＳＣ学習値はもともとゆっくりと変化するため、これらのＩＳＣ積分項やＩＳＣ学習値をスムージングすると、過剰に点火遅角して燃費が悪化する可能性があることを考慮して、本実施例２では、要求トルク及び「要求トルク＋トルク余裕値」からそれぞれＩＳＣ積分項とＩＳＣ学習値の影響を排除する際に、ＩＳＣ積分項とＩＳＣ学習値に対してはスムージングを行わないようにしたので、過剰に点火遅角して燃費が悪化することを防止することができる。
【実施例３】
【００４４】
一般に、触媒早期暖機制御では、排出ガス温度を上昇させるために点火時期を遅角をするので、触媒早期暖機制御中に通常通りのトルクリザーブ制御を行うと、点火時期が急変し、燃焼が不安定になる可能性がある。
【００４５】
この対策として、図８に示す本発明の実施例３のトルクリザーブ制御では、触媒早期暖機制御中にトルクリザーブ制御を行う際に、トルク余裕値や「要求トルク＋トルク余裕値」の応答性を遅くするようにしている。
【００４６】
具体的には、スロットル開度の算出に用いるトルク余裕値及び点火遅角量の算出に用いるトルク余裕値をスムージング（なまし処理、一次遅れ処理等）する。その際、冷却水温等に基づいて推定した触媒推定温度が低くなるほどトルク余裕値の応答遅れを大きくする。或は、触媒推定温度が触媒暖機完了判定値よりも低いときに、トルク余裕値をスムージングし、触媒推定温度が触媒暖機完了判定値以上のときに、トルク余裕値をスムージングしないようにしても良い。これにより、触媒早期暖機制御中にトルクリザーブ制御を行う際に、通常のトルクリザーブ制御よりもトルク余裕値の応答性を遅くする。
【００４７】
また、点火遅角量を算出する場合には、「要求トルク＋トルク余裕値」をスムージング（なまし処理、一次遅れ処理等）して、要求トルクに対して「要求トルク＋トルク余裕値」の応答性を遅くする。その際、触媒推定温度が低くなるほど「要求トルク＋トルク余裕値」の応答遅れを大きくする。或は、触媒推定温度が触媒暖機完了判定値よりも低いときに、「要求トルク＋トルク余裕値」の応答遅れを大きくするようにしても良い。これにより、触媒早期暖機制御中にトルクリザーブ制御を行う際に、通常のトルクリザーブ制御よりも「要求トルク＋トルク余裕値」の応答性を遅くする。
【００４８】
以上説明した本実施例３では、触媒早期暖機制御中にトルクリザーブ制御を行う際に、通常のトルクリザーブ制御よりもトルク余裕値と「要求トルク＋トルク余裕値」の応答性を遅くするようにしたので、点火時期の変化を抑制でき、燃焼の安定性を確保できる。
【００４９】
尚、上記各実施例１〜３のトルクリザーブ制御では、「要求トルク＋トルク余裕値」に相当するスロットル開度を設定して、要求トルクを実現するように点火時期をトルク余裕値分だけ遅角方向にオフセットする際に、要求トルクと「要求トルク＋トルク余裕値」との比に基づいて点火遅角量Ｒを算出するようにしたが、トルクリザーブ制御中にトラクションコントロールシステムやアンチロックブレーキシステム等からトルクダウン要求が発生したときには、エンジン回転速度、吸入空気量、空燃比等に基づいて最適点火時期ＭＢＴにおける推定トルクを算出し、要求トルクと最適点火時期ＭＢＴにおける推定トルクとの比に基づいて点火遅角量Ｒを算出するようにしても良い。
【００５０】
このようにすれば、トラクションコントロールシステムやアンチロックブレーキシステム等の動力伝達系からトルクダウン要求が発生したときには、要求トルクと、実際のエンジン運転状態（吸入空気量やエンジン回転速度等）に基づいて算出した推定トルクとの比を用いて、要求トルクを実現する点火遅角量Ｒを精度良く算出することができ、動力伝達系からのトルクダウン要求に精度良く対応したトルク制御を実現できる。
【００５１】
また、上記各実施例１〜３では、ＩＳＣ実行中に本発明のトルクリザーブ制御を行うようにしたが、それ以外の運転状態のときに本発明のトルクリザーブ制御を行うようにしても良い。
【００５２】
また、上記各実施例１〜３では、ＩＳＣをスロットル開度の制御によって実行するようにしたが、スロットルバルブ１６をバイパスするバイパス通路にＩＳＣバルブを設けたシステムでは、ＩＳＣをＩＳＣバルブ開度の制御によって実行するようにしても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例１におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。
【図２】実施例１のトルクリザーブ制御を説明するためのブロック図である。
【図３】実施例１のトルクリザーブ制御を説明するためのタイムチャートである。
【図４】比較例のトルクリザーブ制御を説明するためのブロック図である。
【図５】比較例のトルクリザーブ制御を説明するためのタイムチャートである。
【図６】実施例２のトルクリザーブ制御を説明するためのブロック図である。
【図７】実施例２のトルクリザーブ制御を説明するためのタイムチャートである。
【図８】実施例３のトルクリザーブ制御を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００５４】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２８…ＥＣＵ（トルク制御手段，アイドル回転速度制御手段）
【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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