(57)【要約】【課題】過給リーン運転から過給ストイキ運転への移行時と、無過給ストイキ運転から過給ストイキ運転への移行時との間のトルク応答性の差異を解消できる内燃機関の制御装置を提供すること。【解決手段】目標設定手段は、目標トルクが過給リーン運転領域内の第１目標トルクから過給ストイキ運転領域内の第２目標トルクに変化した場合には、実トルクの変化が、無過給ストイキ運転の実行中に上記目標トルクの変化が生じた場合に実現されるトルクの変化に近づくようにスロットル弁の目標開度等を設定する。目標設定手段は、目標トルクが変化したことに応じて目標空燃比をリーンからストイキへ徐々に変更する目標空燃比設定手段と、目標トルクの変化が生じた場合に実現される吸気量変化（リーン禁止時推定吸気量）を推定し、推定した吸気量変化が実現されるように閉じ側に目標開度を設定する目標開度設定手段と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機によって吸気の過給圧を変更可能でありかつ空燃比をリーンとストイキとで変更可能な内燃機関の制御装置であって、
要求に応じて前記内燃機関に対する目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、
前記目標トルクが過給リーン運転領域内である場合には前記過給機を駆動しながら前記空燃比をリーンにする過給リーン運転を実行し、前記目標トルクが前記過給リーン運転領域よりも高トルク側の過給ストイキ運転領域内である場合には前記過給機を駆動しながら前記空燃比をストイキにする過給ストイキ運転を実行する運転モード切替手段と、
リーン運転禁止条件が満たされている場合には、前記目標トルクが前記過給リーン運転領域内であっても前記過給機を駆動せずに前記空燃比をストイキにする無過給ストイキ運転を実行する過給リーン運転禁止手段と、
実トルクが前記過給リーン運転領域内の第１目標トルクから前記過給ストイキ運転領域内の第２目標トルクに到達するまでを過渡期間と定義し、前記過給リーン運転の実行中に前記目標トルクが前記第１目標トルクから前記第２目標トルクに変化した場合には、前記過渡期間における実トルクの変化が、前記無過給ストイキ運転の実行中に前記目標トルクの変化が生じた場合に実現されるトルクの変化に近づくようにスロットル弁の目標開度及び目標空燃比を設定する目標設定手段と、
前記目標開度及び前記目標空燃比が実現されるように前記スロットル弁の開度及び前記空燃比を制御するトルク制御手段と、を備え、
前記目標設定手段は、
前記目標トルクが前記第１目標トルクから前記第２目標トルクに変化したことに応じて前記目標空燃比をリーンからストイキへ徐々に変更する目標空燃比設定手段と、
前記無過給ストイキ運転の実行中に前記目標トルクの変化が生じた場合に実現される吸気量変化を過給遅れを考慮して推定し、当該推定した吸気量変化が実現されるように、基準開度に対し閉じ側に前記目標開度を設定する目標開度設定手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
過給機によって吸気の過給圧を変更可能でありかつ空燃比をリーンとストイキとで変更可能な内燃機関の制御装置であって、
要求に応じて前記内燃機関に対する目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、
前記目標トルクが過給リーン運転領域内である場合には前記過給機を駆動しながら前記空燃比をリーンにする過給リーン運転を実行し、前記目標トルクが前記過給リーン運転領域よりも高トルク側の過給ストイキ運転領域内である場合には前記過給機を駆動しながら前記空燃比をストイキにする過給ストイキ運転を実行する運転モード切替手段と、
リーン運転禁止条件が満たされている場合には、前記目標トルクが前記過給リーン運転領域内であっても前記過給機を駆動せずに前記空燃比をストイキにする無過給ストイキ運転を実行する過給リーン運転禁止手段と、
実トルクが前記過給リーン運転領域内の第１目標トルクから前記過給ストイキ運転領域内の第２目標トルクに到達するまでを過渡期間と定義し、前記過給リーン運転の実行中に前記目標トルクが前記第１目標トルクから前記第２目標トルクに変化した場合には、前記過渡期間における実トルクの変化が、前記無過給ストイキ運転の実行中に前記目標トルクの変化が生じた場合に実現されるトルクの変化に近づくように前記内燃機関の目標点火時期及び目標空燃比を設定する目標設定手段と、
前記目標点火時期及び前記目標空燃比が実現されるように前記点火時期及び前記空燃比を制御するトルク制御手段と、を備え、
前記目標設定手段は、
前記目標トルクが前記第１目標トルクから前記第２目標トルクに変化したことに応じて前記目標空燃比をリーンからストイキへ徐々に変更する目標空燃比設定手段と、
前記無過給ストイキ運転の実行中に前記目標トルクの変化が生じた場合に実現されるトルク変化を過給遅れを考慮して推定し、当該推定したトルク変化が実現されるように基準点火時期に対し遅角側に前記目標点火時期を設定する目標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】
前記目標空燃比設定手段は、前記目標点火時期設定手段が前記目標点火時期を前記基準点火時期よりも遅角側に設定し始めるよりも先に前記目標空燃比をリーンからストイキへ変更し始めることを特徴とする請求項２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、内燃機関の制御装置に関する。より詳しくは、過給機によって吸気の過給圧を変更可能でありかつ空燃比をストイキとリーンとで変更可能な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給機によって過給圧を変更可能でありかつ空燃比をストイキとリーンとで変更可能な内燃機関には、様々な運転モードが存在する。過給リーン運転とは過給機を駆動しながら空燃比をリーンにする運転モードをいい、過給ストイキ運転とは過給機を駆動しながら空燃比をストイキにする運転モードをいい、無過給リーン運転とは過給機を駆動せずに空燃比をリーンにする運転モードをいい、無過給ストイキ運転とは過給機を駆動せずに空燃比をストイキにする運転モードをいう。
【０００３】
ここで、例えば過給リーン運転を実行している間に運転者から加速要求があったことに応じて、運転モードが過給リーン運転から過給ストイキ運転に切り替わった場合を想定する。この場合、加速要求があったことに応じて空燃比がリーンからストイキに切り替わる。この際、加速要求があった時点で既に過給機が駆動されているため、過給圧は大気圧よりも高く維持されている。このため、内燃機関の実トルクは、加速要求に対し比較的小さな遅れをもって増加する。
【０００４】
次に、例えば無過給ストイキ運転を実行している間に、運転者から先の例と同程度の加速要求があったことに応じて、運転モードが無過給ストイキ運転から過給ストイキ運転に切り替わった場合を想定する。この場合、加速要求があった時点では過給機は停止しているため、過給圧は大気圧程度であり、先の例よりも低くい。このため、内燃機関の実トルクは、過給機の応答遅れ（所謂、ターボラグ）の分だけ先の例よりも遅れて増加する。これら２つの例に示すように、運転者が加速操作を行う時点における運転モードが異なると、同じ加速操作でもトルクの応答性が異なるため、運転者は違和感を覚えるおそれがある。
【０００５】
ところで、特許文献１，２には、過給機による過給遅れに起因する運転者の違和感を解消する技術が示されている。特許文献１の技術では、運転者からの加速要求に応じて運転モードが過給リーン運転から過給ストイキ運転に切り替わった場合に、運転者からの要求に応じて直ちに空燃比をリーンからストイキに変更すると、大きなトルク変動が生じる場合があることを課題としている。特許文献１の技術では、運転モードが過給リーン運転から過給ストイキ運転に切り替わった場合には、目標トルクにレートリミットを掛けることにより、すなわち目標トルクを運転者の要求に応じて直ちに大きくするのではなく一定の制限の下で徐々に上昇させる。
【０００６】
また例えば特許文献２には、ストイキ運転時にはリーン運転時よりも大きな過給遅れが生じることを課題とした技術が示されている。特許文献２の技術では、ストイキ運転時にはトルクの立ち上がりが速くなるようなスロットル弁の制御を行うことにより、ストイキ運転時の加速特性とリーン運転時の加速特性とが同等になるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１１７６０４号公報
【特許文献２】特開２００７−２６３１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、過給リーン運転から過給ストイキ運転への移行時と、無過給ストイキ運転から過給ストイキ運転への移行時との間のトルク応答性の差異を解消するため、特許文献１，２の技術を適用することが考えられる。
【０００９】
しかしながら特許文献１の技術では、単にトルクにレートリミットを掛けているだけであることから、運転者が覚える違和感は若干軽減されるものの、両運転モード間でのトルク応答性の差異を解消するには至らない。
【００１０】
また上述のように特許文献２の技術では、ストイキ運転時にはリーン運転時よりも大きな過給遅れが生じることを前提として、ストイキ運転時にはトルクの立ち上がりが速くなるようにスロットル弁の制御を行うことにより、ストイキ運転時とリーン運転時のトルクの立ち上がりを同等なものにしている。しかしながら、例えばスロットル弁が既に全開にされている場合には、スロットル弁の制御によってトルクの立ち上がりを速めることはできない。このため、特許文献２の技術は常に適用できるとは限らない。
【００１１】
本発明は、過給リーン運転から過給ストイキ運転への移行時と、無過給ストイキ運転から過給ストイキ運転への移行時との間のトルク応答性の差異を解消できる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】
【００１２】
（１）内燃機関（例えば、後述のエンジン１）は、過給機（例えば、後述の過給機８）によって吸気の過給圧を変更可能でありかつ空燃比をリーンとストイキとで変更可能である。またこの内燃機関の制御装置（例えば、後述の制御装置２）は、要求に応じて前記内燃機関に対する目標トルクを算出する目標トルク算出手段（例えば、後述のＥＣＵ７）と、前記目標トルクが過給リーン運転領域内である場合には前記過給機を駆動しながら前記空燃比をリーンにする過給リーン運転を実行し、前記目標トルクが前記過給リーン運転領域よりも高トルク側の過給ストイキ運転領域内である場合には前記過給機を駆動しながら前記空燃比をストイキにする過給ストイキ運転を実行する運転モード切替手段（例えば、後述のＥＣＵ７）と、リーン運転禁止条件が満たされている場合には、前記目標トルクが前記過給リーン運転領域内であっても前記過給機を駆動せずに前記空燃比をストイキにする無過給ストイキ運転を実行する過給リーン運転禁止手段（例えば、後述のＥＣＵ７）と、実トルクが前記過給リーン運転領域内の第１目標トルクから前記過給ストイキ運転領域内の第２目標トルクに到達するまでを過渡期間と定義し、前記過給リーン運転の実行中に前記目標トルクが前記第１目標トルクから前記第２目標トルクに変化した場合には、前記過渡期間における実トルクの変化が、前記無過給ストイキ運転の実行中に前記目標トルクの変化が生じた場合に実現されるトルクの変化に近づくようにスロットル弁の目標開度及び目標空燃比を設定する目標設定手段（例えば、後述のＥＣＵ７）と、前記目標開度及び前記目標空燃比が実現されるように前記スロットル弁の開度及び前記空燃比を制御するトルク制御手段（例えば、後述のＥＣＵ７）と、を備え、前記目標設定手段は、前記目標トルクが前記第１目標トルクから前記第２目標トルクに変化したことに応じて前記目標空燃比をリーンからストイキへ徐々に変更する目標空燃比設定手段（例えば、後述のＥＣＵ７）と、前記無過給ストイキ運転の実行中に前記目標トルクの変化が生じた場合に実現される吸気量変化を過給遅れを考慮して推定し、当該推定した吸気量変化が実現されるように、基準開度に対し閉じ側に前記目標開度を設定する目標開度設定手段（例えば、後述のＥＣＵ７）と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
（２）内燃機関（例えば、後述のエンジン１）の制御装置（例えば、後述の制御装置２）は、要求に応じて前記内燃機関に対する目標トルクを算出する目標トルク算出手段（例えば、後述のＥＣＵ７Ａ）と、前記目標トルクが過給リーン運転領域内である場合には前記過給機を駆動しながら前記空燃比をリーンにする過給リーン運転を実行し、前記目標トルクが前記過給リーン運転領域よりも高トルク側の過給ストイキ運転領域内である場合には前記過給機を駆動しながら前記空燃比をストイキにする過給ストイキ運転を実行する運転モード切替手段（例えば、後述のＥＣＵ７Ａ）と、リーン運転禁止条件が満たされている場合には、前記目標トルクが前記過給リーン運転領域内であっても前記過給機を駆動せずに前記空燃比をストイキにする無過給ストイキ運転を実行する過給リーン運転禁止手段と、実トルクが前記過給リーン運転領域内の第１目標トルクから前記過給ストイキ運転領域内の第２目標トルクに到達するまでを過渡期間と定義し、前記過給リーン運転の実行中に前記目標トルクが前記第１目標トルクから前記第２目標トルクに変化した場合には、前記過渡期間における実トルクの変化が、前記無過給ストイキ運転の実行中に前記目標トルクの変化が生じた場合に実現されるトルクの変化に近づくように前記内燃機関の目標点火時期及び目標空燃比を設定する目標設定手段（例えば、後述のＥＣＵ７Ａ）と、前記目標点火時期及び前記目標空燃比が実現されるように前記点火時期及び前記空燃比を制御するトルク制御手段（例えば、後述のＥＣＵ７Ａ）と、を備え、前記目標設定手段は、前記目標トルクが前記第１目標トルクから前記第２目標トルクに変化したことに応じて前記目標空燃比をリーンからストイキへ徐々に変更する目標空燃比設定手段（例えば、後述のＥＣＵ７Ａ）と、前記無過給ストイキ運転の実行中に前記目標トルクの変化が生じた場合に実現されるトルク変化を過給遅れを考慮して推定し、当該推定したトルク変化が実現されるように基準点火時期に対し遅角側に前記目標点火時期を設定する目標点火時期設定手段（例えば、後述のＥＣＵ７Ａ）と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
（３）この場合、前記目標空燃比設定手段は、前記目標点火時期設定手段が前記目標点火時期を前記基準点火時期よりも遅角側に設定し始めるよりも先に前記目標空燃比をリーンからストイキへ変更し始めることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
（１）過給リーン運転の実行中に加速操作が行われることにより、目標トルクが過給リーン運転領域内の第１目標トルクから過給ストイキ運転領域内の第２目標トルクに変化した場合を想定する。この場合、運転モードは、過給リーン運転から過給ストイキ運転に移行することとなる。一方、リーン運転禁止条件が満たされている場合には、過給リーン運転の実行が禁止され、その代わりに無過給ストイキ運転が実行される。したがって同様の加速操作を行うことによって、運転モードは、無過給リーン運転から過給ストイキ運転に移行する場合もある。このため、同じ加速操作であるにも関わらず、加速操作を行った時点で過給リーン運転を実行していたか無過給ストイキ運転を実行していたかによって、実トルクが第１目標トルクから第２目標トルクに到達するまでの間の過渡期間で、トルクの応答特性が変わってしまうという課題が生じ得る。
【００１６】
このような課題に対し本発明では、過給リーン運転の実行中に目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクに変化した場合には、過渡期間における実トルクの変化が、無過給ストイキ運転の実行中に上記のように目標トルクが変化した場合に実現されるトルクの変化に近づくようにスロットル弁の目標開度及び目標空燃比を設定し、これら目標開度及び目標空燃比が実現されるようにスロットル開度及び空燃比を制御する。ここで特に本発明の目標空燃比設定手段は、過渡期間における目標空燃比を、目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクに変化したことに応じてリーンからストイキへ徐々に変更する。空燃比の操作から実トルクへの応答は、スロットル弁の操作から実トルクへの応答よりも速い。このため、上記過渡期間のうち初期の期間における実トルクの応答特性を、無過給ストイキ運転からの加速時のトルク応答特性に近づけることができる。また本発明の目標開度設定手段は、無過給ストイキ運転の実行中に上記のように目標トルクが変化した場合に実現される吸気量変化を、過給遅れの存在を考慮して推定し、さらにこの推定した吸気量変化が実現されるように基準開度に対し閉じ側（すなわち、トルク減少側）に目標開度を設定する。これにより、上記過渡期間のうち空燃比の操作では対応できない後期の期間における実トルクの応答特性を、無過給ストイキ運転からの加速時の応答特性に近づけることができる。以上により本発明によれば、過給リーン運転から過給ストイキ運転への移行時の過渡期間における実トルクの応答特性を、無過給ストイキ運転から過給ストイキ運転への移行時におけるトルクの応答特性に近づけることができるので、両移行時の間のトルク応答性の差異を解消できる。またこれにより、運転者は、加速操作を行った時点で実行されている運転モードの種類によらず常に同等のトルク応答性が得られるので、違和感がなく、したがって商品性を向上できる。
【００１７】
（２）本発明の目標空燃比設定手段は、過渡期間における目標空燃比を、目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクに変化したことに応じてリーンからストイキへ徐々に変更する。空燃比の操作から実トルクへの応答は、スロットル弁の操作から実トルクへの応答よりも速い。このため、上記過渡期間のうち初期の期間における実トルクの応答特性を、無過給ストイキ運転からの加速時のトルク応答特性に近づけることができる。また本発明の目標点火時期設定手段は、無過給ストイキ運転の実行中に上記のように目標トルクが変化した場合に実現されるトルク変化を、過給遅れの存在を考慮して推定し、さらにこの推定したトルク変化が実現されるように、基準点火時期に対し遅角側（すなわち、トルク減少側）に目標点火時期を設定する。これにより、上記過渡期間のうち空燃比の操作では対応できない後期の期間における実トルクの応答特性を、無過給ストイキ運転からの加速時の応答特性に近づけることができる。以上により本発明によれば、過給リーン運転から過給ストイキ運転への移行時の過渡期間における実トルクの応答特性を、無過給ストイキ運転から過給ストイキ運転への移行時におけるトルクの応答特性に近づけることができるので、両移行時の間のトルク応答性の差異を解消できる。またこれにより、運転者は、加速操作を行った時点で実行されている運転モードの種類によらず常に同等のトルク応答性が得られるので、違和感がなく、したがって商品性を向上できる。
【００１８】
（３）目標点火時期を基準点火時期に対し遅角化すると、目標点火時期を基準点火時期に設定した場合よりもトルクを下げることができるものの、燃費が悪化する場合があるため、遅角化する期間はできるだけ短い方が好ましい。本発明の目標空燃比設定手段は、目標点火時期設定手段が目標点火時期を基準点火時期よりも遅角側に設定し始めるよりも先に目標空燃比をリーンからストイキへ変更し始める。これにより本発明では、過渡期間内で目標点火時期を基準点火時期よりも遅角化する期間を短くできるので、点火時期の遅角化に伴う燃費の悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジン及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】吸気制御の具体的な手順を示すフローチャートである。
【図３Ａ】通常時マップの一例を示す図である。
【図３Ｂ】リーン運転禁止時マップの一例を示す図である。
【図３Ｃ】過給リーン／ストイキ過渡期間で発生し得るトルク応答性の差を説明するための図である。
【図４】推定過給圧演算処理の具体的な手順を示す機能ブロック図である。
【図５】目標空燃比及びスロットル弁の目標開度を算出する具体的な手順を示す機能ブロック図である。
【図６】上記実施形態に係るＥＣＵによって実現される制御例を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る目標空燃比及び目標点火時期を算出する具体的な手順を示す機能ブロック図である。
【図８】上記実施形態に係るＥＣＵによって実現される制御例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る内燃機関（以下、「エンジン」という）１及びその制御装置２の構成を示す図である。
【００２１】
エンジン１は、複数の気筒１ａ及び複数のピストン１ｂ（図１には、何れも１つのみ図示する）を備える多気筒のものである。またこのエンジン１は、各気筒に形成される燃焼室における空燃比をストイキ空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝１４．７）とリーン空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝３０）とで変更可能である。エンジン１には、気筒毎に燃料噴射弁１ｃ及び点火プラグ１ｄ（図１では、何れも１つのみ図示する）が設けられている。これら燃料噴射弁１ｃは、制御装置２の一部を構成する電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）７に電気的に接続されている。ＥＣＵ７は、後に図５等を参照して説明する手順に従って各気筒内の燃焼室における空燃比に対する目標である目標空燃比を算出し、この目標空燃比が実現されるようにこれら燃料噴射弁１ｃからの燃料噴射量及び噴射時期を制御する。またこれら点火プラグ１ｄも、ＥＣＵ７に電気的に接続されている。ＥＣＵ７は、図示しない処理によって点火プラグ１ｄによって火花を発生させる時期に対する目標である目標点火時期を算出し、この目標点火時期が実現されるように点火プラグ１ｄによる点火時期を制御する。
【００２２】
エンジン１には、吸気が流れる吸気管１１と、排気が流れる排気管１２と、排気のエネルギを利用して吸気を圧縮する過給機８と、が設けられている。吸気管１１は、吸気マニホルドの複数の分岐部を介してエンジン１の各気筒１ａの吸気ポートに接続されている。排気管１２は、排気マニホルドの複数の分岐部を介してエンジン１の各気筒１ａの排気ポートに接続されている。
【００２３】
過給機８は、排気管１２に設けられたタービンホイール８１と、吸気管１１に設けられたコンプレッサホイール８２と、これらタービンホイール８１とコンプレッサホイール８２とを連結するタービンシャフト８３と、を備える。タービンホイール８１は、エンジン１から排出される排気が吹き付けられることで回転駆動する。コンプレッサホイール８２は、タービンホイール８１により回転駆動され、エンジン１の吸気を圧縮しエンジン１へ圧送する。
【００２４】
また排気管１２には、タービンホイール８１の上流側と下流側とを接続するバイパス通路８６が設けられ、さらにこのバイパス通路８６には開閉可能でありかつタービンホイール８１に吹き付けられる排気の流量を変化させるウエストゲートバルブ８５が設けられている。ウエストゲートバルブ８５を開くと、排気はタービンホイール８１を介さずにバイパス通路８６を経由して排出され、ウエストゲートバルブ８５を閉じると、排気はバイパス通路８６を介さずにタービンホイール８１を経由して排出される。従って、過給機８を駆動せずに自然吸気の下でエンジン１を運転する場合には、ウエストゲートバルブ８５は全開に制御され、過給機８を駆動し過給された吸気の下でエンジン１を運転する場合には、ウエストゲートバルブ８５は全開から全閉の間で制御される。
【００２５】
ウエストゲートバルブ８５は、アクチュエータ８７を介してＥＣＵ７に接続されている。ウエストゲートバルブ８５の開度は、図示しないバッテリからアクチュエータ８７へ供給される駆動電流のデューティ比を、ＥＣＵ７によって制御することによって調整される。ＥＣＵ７では、後に図２を参照して説明する吸気制御処理によってウエストゲートバルブ８５の開度に対する目標を設定し、この目標が実現されるようにアクチュエータ８７の通電制御を行う。
【００２６】
吸気管１１のうち、過給機８の下流側には、過給機８により加圧された空気を冷却するインタークーラ１４と、エンジン１の吸入空気量を制御するスロットルバルブ９とが設けられている。スロットルバルブ９は、吸気管１１内に開閉可能に設けられた電磁弁であり、アクチュエータ９１を介してＥＣＵ７に接続されている。スロットルバルブ９の開度は、図示しないバッテリからアクチュエータ９１へ供給される駆動電流のデューティ比を、ＥＣＵ７によって制御することによって調整される。ＥＣＵ７では、後に図２を参照して説明する吸気制御処理によってスロットルバルブ９の開度に対する目標に相当する目標開度を算出し、この目標開度が実現されるようにアクチュエータ９１の通電制御を行う。
【００２７】
排気管１２のうち、過給機８の下流側には、排気を触媒の作用下で浄化する触媒浄化装置１５が設けられている。触媒浄化装置１５は、ストイキ空燃比の排気の下で排気中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを三元浄化反応によって浄化する三元触媒や、リーン空燃比の排気の下で排気中のＮＯｘを還元浄化するリーンＮＯｘ触媒等を備える。
【００２８】
ＥＣＵ７は、センサの検出信号をＡ／Ｄ変換するＩ／Ｏインターフェース、図２の吸気制御処理、図４の推定過給圧演算処理、及び図５の目標空燃比及びスロットル弁の目標開度を算出する処理等の各種プロフラムや図３Ａ及び図３Ｂ等のマップ等の各種データを記憶するＲＡＭやＲＯＭ、上記プログラムに従って各種演算処理を実行するＣＰＵ、及びＣＰＵの演算処理結果に応じて各種アクチュエータの通電制御を行う駆動回路等で構成される。
【００２９】
ＥＣＵ７には、エンジン１の運転状態を把握するため、エアフローメータ６１、スロットル開度センサ６２、クランク角度位置センサ６３、アクセル開度センサ６４、触媒温度センサ６５、及びエンジン水温センサ６６等の各種センサが接続されている。
【００３０】
エアフローメータ６１は、吸気管１１に設けられ、吸気管１１を介してエンジン１の吸気マニホルドに流入する空気の量（以下、「吸気量」ともいう）を検出し、検出値に略比例した信号をＥＣＵ７に送信する。
【００３１】
スロットル開度センサ６２は、スロットルバルブ９の開度を検出し、検出値に略比例した信号をＥＣＵ７に送信する。ＥＣＵ７では、このスロットル開度センサ６２の検出信号に基づいてスロットルバルブ９の実開度が算出される。
【００３２】
クランク角度位置センサ６３は、エンジン１のクランクシャフトに固定されたパルサの回転に応じて、所定のクランク角ごとにパルス信号をＥＣＵ７に送信する。ＥＣＵ７では、このクランク角度位置センサ６３からのパルス信号に基づいてエンジン回転数が算出される。
【００３３】
アクセル開度センサ６４は、運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量を検出し、これに応じた検出信号をＥＣＵ７に送信する。運転者からエンジン１に要求される負荷に相当する目標トルクは、このアクセル開度センサ６４の検出信号とエンジン回転数とに基づいて、ＥＣＵ７によって算出される。
【００３４】
触媒温度センサ６５は、触媒浄化装置１５の触媒の温度を検出し、これに応じた検出信号をＥＣＵ７に送信する。触媒浄化装置１５の触媒温度は、この触媒温度センサ６５の検出信号に基づいてＥＣＵ７において算出される。
【００３５】
エンジン水温センサ６６は、エンジン１の図示しない冷却水の温度を検出し、これに応じた検出信号をＥＣＵ７に送信する。エンジン１の冷却水温度は、このエンジン水温センサ６６の検出信号に基づいてＥＣＵ７において算出される。
【００３６】
次に、ＥＣＵ７による吸気制御の具体的な手順について説明する。この吸気制御は、過給機及びスロットル弁を制御することによってエンジンに導入される吸気量を制御する処理であり、所定の周期毎にＥＣＵ７において繰り返し実行される。
【００３７】
図２は、吸気制御の具体的な手順を示すフローチャートである。
Ｓ１では、ＥＣＵ７は、エンジン回転数及びアクセル開度を取得し、これら２つの値に基づいて図示しないマップを検索することによって、エンジンの実トルクに対する目標に相当する目標トルクを算出する。
【００３８】
次にＳ２では、ＥＣＵ７は、現在の触媒温度及びエンジン水温を取得し、これらの２つの値に基づいてリーン運転禁止条件が満たされているか否かを判定する。ここでリーン運転禁止条件とは、現在、リーン運転が禁止されている状態であるか否かを判定するための条件である。例えば触媒温度が、所定の活性温度に達していない場合には、排気浄化触媒を速やかに活性させるため、リーン運転を禁止することが好ましい。またエンジン水温が所定の暖機温度に達していない場合には、エンジンの暖機を促進するため、リーン運転を禁止することが好ましい。よってＳ２では、ＥＣＵ７は、取得した触媒温度が活性温度に達していない場合、又は、取得したエンジン水温が暖機温度に達していない場合にはリーン運転禁止条件が満たされていると判断し、Ｓ４に移り、それ以外の場合にはリーン運転禁止条件は満たされていないと判断し、Ｓ３に移る。
【００３９】
Ｓ３では、すなわちリーン運転禁止条件が満たされていない場合には、ＥＣＵ７は、図３Ａに示す通常時マップを、運転モード決定マップとして選択し、Ｓ４に移る。またＳ４では、すなわちリーン運転禁止条件が満たされている場合には、ＥＣＵ７は、図３Ｂに示すリーン運転禁止時マップを、運転モード決定マップとして選択し、Ｓ５に移る。
【００４０】
図３Ａは、通常時マップの一例を示す図であり、図３Ｂは、リーン運転禁止時マップの一例を示す図である。
図３Ａに示すように、通常時マップが運転モード決定マップとして選択された場合、エンジン回転数を横軸とし目標トルクを縦軸として表されるエンジンの運転領域において、中回転かつ中トルクの領域では空燃比をリーンにするリーン運転が実行される。なお図３Ｂでは、この通常時マップで定義されるリーン運転領域の境界線を参考のため一点鎖線で示す。またこのリーン運転領域以外の運転領域では、空燃比をストイキにするストイキ運転が実行される。また図３Ａにおいて太破線で示すように、過給領域と無過給領域とを分ける境界線Ｌ１は、通常時マップではリーン運転領域の中央を通過するように定められている。
【００４１】
したがって、図３Ａの通常時マップにおいて、符号Ｒ１で示す領域は、過給機を駆動しながら空燃比をストイキにする過給ストイキ運転を実行する過給ストイキ運転領域となっている。符号Ｒ２で示す領域は、過給機を駆動せずに空燃比をストイキにする無過給ストイキ運転を実行する無過給ストイキ運転領域となっている。符号Ｒ３で示す領域は、過給機を駆動しながら空燃比をリーンにする過給リーン運転を実行する過給リーン運転領域となっている。また符号Ｒ４で示す領域は、過給機を駆動せずに空燃比をリーンにする無過給リーン運転を実行する無過給リーン運転領域となっている。
【００４２】
図３Ｂに示すように、リーン運転禁止時マップには、リーン運転領域が定められていない。したがってリーン運転禁止時マップが運転モード決定マップとして選択された場合、エンジン回転数及び目標トルクによらずストイキ運転が実行されるようになっている。またリーン運転禁止時マップは、通常時マップと過給領域及び無過給領域もやや異なっている。より具体的には、リーン運転禁止時マップでは、過給領域と無過給領域とを分ける境界線Ｌ２は、通常時マップで定められる境界線Ｌ１よりも高トルク側に設定されている。すなわち、リーン運転禁止時マップでは、無過給領域は通常時マップよりも広く設定されている。またこの境界線Ｌ２は、通常時マップにおけるリーン運転領域の高トルク側の境界線の近傍を通過するように定められている。
【００４３】
図２に戻り、Ｓ５では、ＥＣＵ７は、スロットル弁制御処理を実行する。より具体的には、このスロットル弁制御処理では、ＥＣＵ７は、後に図５等を参照して説明する手順に従ってスロットル弁の目標開度を設定するとともに、スロットル開度センサによって検出されるスロットル弁の実開度が設定された目標開度になるようにスロットル弁のアクチュエータを駆動する。
【００４４】
Ｓ６では、ＥＣＵ７は、Ｓ１で算出した目標トルクとエンジン回転数とを用いて先に選択した運転モード決定マップを検索することによって、現在の運転状態が過給領域内であるか否かを判定する。
【００４５】
Ｓ６の判定がＮＯである場合、ＥＣＵ７は、無過給運転を実行すべきであると判断し、Ｓ７に移り、ウエストゲートバルブを全開状態に制御し、図２の処理を終了する。またＳ６の判定がＹＥＳである場合、ＥＣＵ７は、過給運転を実行すべきであると判断し、Ｓ８に移る。
【００４６】
Ｓ８では、ＥＣＵ７は、目標トルクとエンジン回転数とを用いて図示しないマップを検索することによって、吸気マニホルド内における吸気の圧力に対する目標に相当する目標吸気圧を算出する。
【００４７】
Ｓ９では、ＥＣＵ７は、後に図４を参照して説明する手順に従って現在の目標吸気圧に応じた目標過給圧を算出するとともに、現在の過給圧の推定値に相当する推定過給圧を算出する。さらにＳ１０では、ＥＣＵ７は、算出した推定過給圧が目標過給圧になるように既知のフィードバック制御則に従ってウエストゲートバルブの開度を全開から全閉の間で制御し、図２の処理を終了する。
【００４８】
図４は、ＥＣＵ７において、目標吸気圧から目標過給圧及び推定過給圧を算出する推定過給圧演算処理の具体的な手順を示す機能ブロック図である。過給機はウエストゲートバルブの開度を制御することによって過給圧を制御するが、ウエストゲートバルブを操作してから実際に過給圧が応答するまでには様々な要因による遅れが存在する。ＥＣＵ７では、図４に示す機能ブロックに従って演算を行うことによって、このような過給遅れの存在を考慮して推定過給圧を算出する。
【００４９】
ＥＣＵ７は、定常到達過給圧を算出する定常状態演算部７１と、定常到達過給圧に遅れ処理を施すことによって推定過給圧の暫定値を算出するタービン遅れ演算部７２と、補正項を算出する補正項演算部７３と、推定過給圧の暫定値と補正項とを合算することによって推定過給圧を算出する合算部７４と、を備える。ＥＣＵ７では、これら定常状態演算部７１と、タービン遅れ演算部７２と、補正項演算部７３と、合算部７４との演算を所定の周期毎に繰り返し行うことによって、当該周期毎に推定過給圧を算出する。
【００５０】
ここで定常到達過給圧とは、現在のエンジンの運転状態において、ウエストゲートバルブを全閉状態に制御したときに実現可能な過給圧の最大値に相当する。定常状態演算部７１は、リミット吸気圧演算部７３１と、インマニ遅れ演算部７３２と、吸気量演算部７３３と、閉弁時定常到達過給圧演算部７３４と、目標過給圧演算部７３５と、目標到達判定部７３６と、を用いることによってこのような定常到達過給圧を算出する。
【００５１】
リミット吸気圧演算部７３１は、図２のＳ８の処理において算出された目標吸気圧の今回値と推定過給圧の前回値とを比較することによって、リミット吸気圧を算出する。より具体的には、リミット吸気圧演算部７３１は、目標吸気圧の今回値が推定過給圧の前回値以下である場合にはこの目標吸気圧の今回値をリミット吸気圧として出力し、目標吸気圧の今回値が推定過給圧の前回値より大きい場合には推定過給圧の前回値をリミット吸気圧として出力する。すなわち、このリミット吸気圧は、目標吸気圧に、推定過給圧の前回値を上限としたリミット処理を施したものに相当する。これは、推定過給圧の前回値を上回るような吸気圧は実現できないと考えられることに基づく。
【００５２】
インマニ遅れ演算部７３２は、リミット吸気圧に以下で示すような、過給遅れのうち特に吸気マニホルド及びスロットル弁の応答遅れを模した遅れ処理を施すことによって、現在の吸気圧の推定値に相当する推定吸気圧を算出する。より具体的には、インマニ遅れ演算部７３２は、リミット吸気圧に、下記式（１）に示すような１次遅れフィルタリング演算を施すことによって推定吸気圧を算出する。下記式（１）において、推定吸気圧の今回値は“ＰＢｅｓｔ（ｋ）”と表記し、推定吸気圧の前回値は“ＰＢｅｓｔ（ｋ−１）”と表記し、リミット吸気圧の今回値は“ＰＢｌｍｔ（ｋ）”と表記する。また下記式（１）において“Ｋ１”は、０より大きく１より小さな値に設定された重み係数である。インマニ遅れ演算部７３２では、下記式（１）に基づいて推定吸気圧を算出することにより、吸気圧がリミット吸気圧になるようにスロットル弁を制御したときの、スロットル弁の応答遅れと、吸気がスロットル弁から吸気マニホルド内に流入するまでのむだ時間とを考慮することができる。
ＰＢｅｓｔ（ｋ）＝Ｋ１・ＰＢｌｍｔ（ｋ）
＋（１−Ｋ１）・ＰＢｅｓｔ（ｋ−１）    （１）
【００５３】
吸気量演算部７３３は、エンジン回転数及び推定吸気圧に応じて図示しないマップを検索することによって、今回の周期で吸気マニホルドに流入する吸気の流量の推定値に相当する推定吸気量を算出する。
【００５４】
閉弁時定常到達過給圧演算部７３４は、始めに、エンジン回転数及び推定吸気量に応じて図示しないマップを検索することによって定常到達過給圧の平地相当値を算出する。この定常到達過給圧の平地相当値は、エンジン回転数が高い程、又は、推定吸気量が大きい程大きな値に設定される。これは、エンジン回転数が高いほど、又は、推定吸気量が大きい程、過給機で実現可能な最大過給圧が高くなることに基づく。
【００５５】
閉弁時定常到達過給圧演算部７３４は、以上のようにして算出した平地相当値に、図示しない大気圧センサを用いて検出した現時点での大気圧を用いて算出される補正係数を乗算することによって、定常到達過給圧の閉弁時値を算出する。この閉弁時値は、平地相当値を現時点での大気圧での相当値に換算したものに相当する。
【００５６】
目標過給圧演算部７３５は、目標吸気圧に応じて図示しないマップを検索することによって、この目標吸気圧を実現するような目標過給圧を算出する。
【００５７】
目標到達判定部７３６は、目標過給圧と、定常到達過給圧の閉弁時値と、推定過給圧の前回値と、を用いて以下の演算を行うことによって、定常到達過給圧を算出する。
【００５８】
目標到達判定部７３６は、始めに、現在の過給圧が目標過給圧にどの程度到達しているかどうかを判定すべく、推定過給圧の前回値と目標過給圧との差の絶対値を算出し、これを圧力偏差とする。目標到達判定部７３６は、圧力偏差が０よりも僅かに大きな値に設定された閾値以下である場合には、過給圧が目標過給圧に概ね到達したと判断し、定常到達過給圧の閉弁時値が目標過給圧以上であるか否かを判定する。目標到達判定部７３６は、定常到達過給圧の閉弁時値が目標過給圧以上である場合には、ウエストゲートバルブの開度を制御することによって目標過給圧を実現できると判断し、目標過給圧を定常到達過給圧として出力する。
【００５９】
また目標到達判定部７３６は、圧力偏差が閾値より大きい場合、又は、定常到達過給圧の閉弁時値が目標過給圧より低く従ってウエストゲートバルブを制御しても目標過給圧を実現できないと判断される場合には、定常到達過給圧の閉弁時値を定常到達過給圧として出力する。
【００６０】
タービン遅れ演算部７２は、以上のようにして定常状態演算部７１によって算出された定常到達過給圧に以下で示すような、過給遅れのうち特にタービンの遅れを模した遅れ処理を施すことによって、推定過給圧の暫定値を算出する。より具体的には、タービン遅れ演算部７２は、定常到達過給圧に、下記式（２）に示すような１次遅れフィルタリング演算を施すことによって推定過給圧の暫定値を算出する。下記式（２）において、推定過給圧の暫定値の今回値は“ＰＴＣｔｍｐ（ｋ）”と表記し、推定過給圧の暫定値の前回値は“ＰＴＣｔｍｐ（ｋ−１）”と表記し、定常到達過給圧の今回値は“ＰＴＣｓｔａ（ｋ）”と表記する。また下記式（２）において“Ｋ２”は、０より大きく１より小さな値に設定された重み係数である。タービン遅れ演算部７２では、下記式（２）に基づいて推定過給圧の暫定値を算出することにより、過給圧が定常到達過給圧になるように過給機を制御したときにおける過給機のタービンの応答遅れを考慮することができる。
ＰＴＣｔｍｐ（ｋ）＝Ｋ２・ＰＴＣｓｔａ（ｋ）
＋（１−Ｋ２）・ＰＴＣｔｍｐ（ｋ−１）    （２）
【００６１】
補正項演算部７３は、インマニ遅れ演算部７３２によって算出された推定吸気圧と、推定過給圧の前回値と、を用いて下記の演算を行うことによって、定常到達過給圧に対する補正項を算出する。
【００６２】
補正項演算部７３は、始めに、インマニ遅れ演算部７３２によって算出された推定吸気圧の前回値から推定吸気圧の今回値を減算することによって、推定吸気圧変化量を算出する。次に補正項演算部７３は、推定過給圧の前回値と推定吸気圧の前回値との偏差の絶対値を算出し、これを圧力偏差とする。
【００６３】
次に補正項演算部７３は、算出した圧力偏差が、０よりも僅かに大きな値に設定された閾値より大きいか否かを判定する。そして補正項演算部７３は、圧力偏差が閾値以下である場合には、値０を補正項として出力する。
【００６４】
また補正項演算部７３は、圧力偏差が閾値より大きい場合には、推定過給圧と推定吸気圧との乖離度合いが大きいと判断し、エンジン回転数に応じて図示しないマップを検索することによって、補正項ゲインを算出する。この補正項ゲインは、エンジン回転数が高い程、大きな値になるように設定される。これは、エンジン回転数が高い程、推定吸気圧変化量に対する過給圧の感度が上昇することから、これを推定過給圧の算出結果に反映させるためである。そして補正項演算部７３は、推定吸気圧変化量に補正項ゲインを乗算して得られる値を補正項として出力する。
【００６５】
合算部７４は、以上のようにしてタービン遅れ演算部７２によって算出された定常到達過給圧と補正項演算部７３によって算出された補正項とを合算して得られる値を推定過給圧として出力する。
【００６６】
次に、上述のような通常時マップ及びリーン運転禁止時マップを用いて運転モードを決定した場合に生じ得る課題について詳細に説明する。先ず、図３Ａの通常時マップを運転モード決定マップとして用いている場合において、運転状態が過給リーン運転領域内に定められた運転ポイントＰ１にある状態から、運転者によって加速操作が行われることによって目標トルクが増加し、過給ストイキ運転領域内に定められた運転ポイントＰ２に移行した場合を検討する。通常時マップが選択された状態でこのような加速操作が行われると、図３Ｃにおいて太破線で示すように目標トルクは第１目標トルクから第２目標トルクへ階段状に増加し、運転モードは、過給リーン運転から過給ストイキ運転へ移行することとなる。この際、加速操作が行われた時点では既に過給機が駆動されていることから、過給機の応答遅れが無いため、エンジンで発生するトルクは、図３Ｃにおいて一点鎖線で示すように目標トルクの増加に応じて速やかに追従させることができる。
【００６７】
一方、図３Ｂのリーン運転禁止時マップを運転モード決定マップとして用いている状態で同様の加速操作が行われた場合、図３Ｂに示すように、運転モードは、無過給ストイキ運転から過給ストイキ運転へ移行することとなる。すなわち、リーン運転禁止時マップが選択されている場合、加速操作が行われた時点では過給機が駆動されていない。このため、加速時には過給機の応答遅れが発生することから、運転モードの移行時に発生するトルクは、図３Ｃにおいて実線で示すように、通常時マップが選択されている場合と比較して緩やかに上昇する。すなわち、通常時マップが選択されている場合とリーン運転禁止時マップが選択されている場合とでは、上述のような加速操作が行われた場合に対し、実際に発生するトルクが第１目標トルクから第２目標トルクに到達するまでの間における過渡期間におけるトルク応答性に差が生じるおそれがある。以下では、上記のような加速操作が行われた場合に生じ得る課題を考慮して構築された目標空燃比及びスロットル弁の制御方法について、図５等を参照しながら説明する。
【００６８】
図５は、ＥＣＵ７において、目標空燃比及びスロットル弁の目標開度を算出する具体的な手順を示す機能ブロック図である。ＥＣＵ７は、運転領域判定部７５１と、最終目標吸気量演算部７５２と、実吸気量過給遅れ演算部７５３と、リーン禁止時目標吸気量演算部７５４と、リーン禁止時吸気量過給遅れ演算部７５５と、目標開度演算部７５６と、推定実現トルク演算部７６１と、目標空燃比演算部７６２と、を備える。ＥＣＵ７では、これら運転領域判定部７５１と、最終目標吸気量演算部７５２と、実吸気量過給遅れ演算部７５３と、リーン禁止時目標吸気量演算部７５４と、リーン禁止時吸気量過給遅れ演算部７５５と、目標開度演算部７５６と、推定実現トルク演算部７６１と、目標空燃比演算部７６２との演算を所定の周期毎に繰り返し行うことによって、当該周期毎に目標空燃比及び目標開度を算出する。
【００６９】
運転領域判定部７５１は、目標トルク及びエンジン回転数に応じて、図２のＳ３又はＳ４の処理において選択された運転モード決定マップを検索することによって、現在の運転領域が、過給ストイキ運転領域、無過給ストイキ運転領域、過給リーン運転領域、及び無過給リーン運転領域の何れの運転領域に属するかを判定する。
【００７０】
最終目標吸気量演算部７５２は、運転領域判定部７５１の判定結果と、予め算出された目標過給圧と、を用いることによって、現在実行されている運転モードの下でエンジン及び過給機を運転し続けた場合に、最終的に実現すべき目標吸気量に相当する最終目標吸気量を算出する。より具体的には、最終目標吸気量演算部７５２は、現在の運転領域がリーン運転領域である場合には、リーン運転時に最終的に実現すべき空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝３０）と現在の目標過給圧とに基づいて図示しないマップを検索することによって、最終目標吸気量を算出する。また最終目標吸気量演算部７５２は、現在の運転領域がストイキ運転領域である場合には、ストイキ運転時に最終的に実現すべき空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝１４．７）と現在の目標過給圧とに基づいて図示しないマップを検索することによって、最終目標吸気量を算出する。このようにして算出される最終目標吸気量は、運転者による加速操作や減速操作によって運転領域が切り替わった場合には、階段状に変化する（後述の図６の上から２段目における太破線参照）。
【００７１】
実吸気量過給遅れ演算部７５３は、最終目標吸気量に、スロットル弁の開度をエア絞りが発生しない有効開度（例えば、全開）で維持し続けたと仮定した場合に、実際に発生すると推定される現実の過給遅れを模した処理を施すことによって、推定実過給吸気量を算出する。すなわち、この推定実過給吸気量は、スロットル弁の開度を有効開度で維持し続けた場合に実現される吸気量の推定値に相当する。
【００７２】
実吸気量過給遅れ演算部７５３では、最終目標吸気量に、図４の推定過給圧演算処理を流用した演算を行うことによってこのような現実の過給遅れを模した処理を施す。より具体的には、実吸気量過給遅れ演算部７５３は、最終目標吸気量を流量から圧力に単位変換することによって目標吸気圧を算出し、この最終目標吸気量から算出した目標吸気圧を図４のリミット吸気圧演算部７３１及び目標過給圧演算部７３５に入力することによって推定吸気圧を算出する。また実吸気量過給遅れ演算部７５３は、図４の推定過給圧演算処理を流用した演算によって得られた推定吸気圧を圧力から流量に単位変換することによって推定実過給吸気量を算出する。
【００７３】
ここで、上述のように実吸気量過給遅れ演算部７５３では、スロットル弁の開度を、エア絞りが発生しない有効開度で維持し続けた場合に発生する過給遅れを模した演算を行う。これは、図４の推定過給圧演算処理では、インマニ遅れ演算部７３２における演算では、スロットル弁の応答遅れを考慮しないことを意味する。したがって実吸気量過給遅れ演算部７５３で図４の推定過給圧演算処理を流用した演算を行う場合、インマニ遅れ演算部７３２における重み係数Ｋ１は、スロットル弁の応答遅れを考慮しない分だけ、より値１に近い値に設定することが好ましい。
【００７４】
リーン禁止時目標吸気量演算部７５４は、運転領域判定部７５１の判定結果によらず、現在は図３Ｂに示すリーン運転禁止時マップが運転モード決定マップとして選択されていると仮定して、当該リーン運転禁止時マップと目標過給圧とを用いて、リーン禁止時最終目標吸気量を算出する。このリーン禁止時最終目標吸気量は、現在、リーン運転が禁止されている状態であると仮定して、当該仮定の下で最終的に実現すべき目標吸気量に相当する。
【００７５】
より具体的には、リーン禁止時目標吸気量演算部７５４は、始めに、現在の目標トルク及びエンジン回転数に応じてリーン運転禁止時マップを検索することにより、現在の運転ポイントが、リーン運転禁止時マップ上では過給ストイキ運転領域及び無過給ストイキ運転領域の何れの運転領域に属するかを判定する。そしてリーン禁止時目標吸気量演算部７５４は、現在の運転領域が過給ストイキ運転領域である場合には、過給ストイキ運転時に最終的に実現すべき空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝１４．７）と現在の目標過給圧とに基づいて図示しないマップを検索することによって、リーン禁止時最終目標吸気量を算出する。またリーン禁止時目標吸気量演算部７５４は、現在の運転領域が無過給ストイキ運転領域である場合には、無過給ストイキ運転時に最終的に実現すべき空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝１４．７）と現在の目標過給圧（すなわち、大気圧）とに基づいて図示しないマップを検索することによって、リーン禁止時最終目標吸気量を算出する。
【００７６】
リーン禁止時吸気量過給遅れ演算部７５５は、リーン禁止時目標吸気量に、リーン運転禁止時マップの下でエンジン及び過給機の運転を継続したと仮定した場合に発生すると推定される仮想的な過給遅れ処理を施すことによって、リーン禁止時推定吸気量を算出する。すなわちこのリーン禁止時推定吸気量は、リーン運転禁止時マップの下でエンジン及び過給機の運転を継続したと仮定した場合に実現される仮想的な吸気量の推定値に相当する。
【００７７】
リーン禁止時吸気量過給遅れ演算部７５５では、リーン禁止時目標吸気量に、図４の推定過給圧演算処理を流用した演算を行うことによってこのような仮想的な過給遅れを模した処理を施す。より具体的には、リーン禁止時吸気量過給遅れ演算部７５５は、リーン禁止時目標吸気量を流量から圧力に単位変換することによって目標吸気圧を算出し、このリーン禁止時目標吸気量から算出した目標吸気圧を図４のリミット吸気圧演算部７３１及び目標過給圧演算部７３５に入力することによって推定吸気圧を算出する。またリーン禁止時吸気量過給遅れ演算部７５５は、図４の推定過給圧演算処理を流用した演算によって得られた推定吸気圧を圧力から流量に単位変換することによってリーン禁止時推定吸気量を算出する。
【００７８】
目標開度演算部７５６は、運転領域判定部７５１による判定結果と、推定実過給吸気量と、リーン禁止時推定吸気量と、を用いることによって、スロットル弁の目標開度を算出する。図３Ｃを参照して説明したように、通常時マップが運転モード決定マップとして選択されている状態で目標トルクが過給リーン運転領域内の第１目標トルクから過給ストイキ運転領域内の第２目標トルクへ上昇した直後であってエンジンで発生するトルクが第１目標トルクから第２目標トルクに到達するまでの過渡期間（以下では、この過渡期間を特に「過給リーン／ストイキ過渡期間」という）に実現されるトルク応答性は、リーン運転禁止時マップが選択されている場合に実現されるトルク応答性よりも良好になる。そこで目標開度演算部７５６では、過給リーン／ストイキ過渡期間とそれ以外の期間とで場合分けして目標開度を算出する。
【００７９】
より具体的には、目標開度演算部７５６は、過給リーン／ストイキ過渡期間以外の期間である場合には、図３Ｃを参照して説明したトルク応答性の差が生じないと判断し、推定実過給吸気量に基づいて図示しないマップを検索することによって、この推定実過給吸気量に応じたスロットル弁の有効開度を算出し、これを目標開度として出力する。ここで推定実過給吸気量に応じたスロットル弁の有効開度とは、エア絞りを発生することなく推定実過給吸気量を実現できるようなスロットル弁の開度であり、基本的には全開である。
【００８０】
また目標開度演算部７５６は、過給リーン／ストイキ過渡期間内である場合、すなわち推定実過給吸気量とリーン禁止時推定吸気量とで大きな乖離が生じる場合には、推定実過給吸気量より小さいリーン禁止時推定吸気量に基づいて図示しないマップを検索することによって、エア絞りを発生させることによってリーン禁止時推定吸気量を実現するようなスロットル弁の開度を算出し、これを目標開度として出力する。ここでリーン運転禁止時推定過給吸気量は、常に推定実過給吸気量以下であることから、リーン運転禁止時推定過給吸気量に基づいて定められる目標開度は、推定実過給吸気量に基づいて定められる目標開度よりも常に閉じ側（すなわち、トルクダウン側）である。換言すれば、過給リーン／ストイキ過渡期間では、スロットル弁を有効開度まで開けば実現できるトルクから、リーン運転が禁止されている場合に実現されるトルクに近づくようにトルクを下げるトルクダウン制御が行われる。
【００８１】
推定実現トルク演算部７６１は、目標トルクに、以下で示すような燃料噴射弁の応答遅れを模した遅れ処理を施すことによって、推定実現トルクを算出する。この推定実現トルクは、燃料噴射弁を用いて空燃比を調整することによって実現されるトルクに相当する。より具体的には、推定実現トルク演算部７６１は、目標トルクに、下記式（３）に示すような１次遅れフィルタリング演算を施すことによって推定実現トルクを算出する。下記式（３）において、推定実現トルクの今回値は“ＴＲＱｅｓｔ（ｋ）”と表記し、推定実現トルクの前回値は“ＴＲＱｅｓｔ（ｋ−１）”と表記し、目標トルクの今回値は“ＴＲＱｃｍｄ（ｋ）”と表記する。また下記式（３）において“Ｋ３”は、０より大きく１より小さな値に設定された重み係数である。推定実現トルク演算部７６１では、下記式（３）に基づいて推定実現トルクを算出することにより、実トルクが目標トルクに速やかに追従するように燃料噴射弁を制御したときの、燃料噴射弁の応答遅れを考慮することができる。
ＴＲＱｅｓｔ（ｋ）＝Ｋ３・ＴＲＱｃｍｄ（ｋ）
＋（１−Ｋ３）・ＴＲＱｅｓｔ（ｋ−１）    （３）
【００８２】
目標空燃比演算部７６２は、推定実現トルクに応じて図示しないマップを検索することにより、現在の運転領域の下で推定実現トルクを実現するような空燃比を算出し、これを目標空燃比として出力する。
【００８３】
次に、以上のようなＥＣＵ７によって実現される制御例について、図６のタイムチャートを参照して説明する。図６には、上段から順に、目標トルク等のトルクに関する量と、最終目標吸気量等の吸気量に関する量と、目標空燃比と、スロットル弁の目標開度と、の時間変化を示す。
【００８４】
図６には、通常時マップが運転モード決定マップとして選択されている状態で（すなわち、リーン運転が禁止されていない状態で）、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間では、目標トルクが過給リーン運転領域内に定められた第１目標トルク（例えば、図３Ａにおける運転ポイントＰ１）に設定され、時刻ｔ１において運転者が加速操作を行うことによって目標トルクが第１目標トルクから過給ストイキ運転領域内に定められた第２目標トルク（例えば、図３Ａにおける運転ポイントＰ２）に変化した場合に実現されるタイムチャートを示す。
【００８５】
先ず、図６の最上段において太破線で示すように、目標トルクは、時刻ｔ１において加速操作が行われることによって、第１目標トルクから第２目標トルクへ階段状に変化する。このため、運転モードは、時刻ｔ０〜ｔ１までの間では過給リーン運転が実行され、時刻ｔ１以降は過給ストイキ運転が実行される。また図６の最上段には、ＥＣＵ７によって実際に実現されるトルクを実線で示す。従って、実際のトルクが時刻ｔ１において第１目標トルクから上昇し始め、時刻ｔ４において第２目標トルクに到達するまでの期間は、上述の過給リーン／ストイキ過渡期間に相当する。
【００８６】
目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクへ増加するに伴い、図６の上から２段目において太破線で示すように、最終目標吸気量演算部７５２によって算出される最終目標吸気量は、時刻ｔ１において階段状に変化する。また実吸気量過給遅れ演算部７５３では、このような階段状に変化する最終目標吸気量に対して、スロットル弁の開度をエア絞りが発生しない有効開度で維持し続けたと仮定した場合に、実際に発生すると推定される現実の過給遅れを模した処理を施すことによって推定実過給吸気量（図６の上から２段目における一点鎖線）を算出する。このため、推定実過給吸気量は、時刻ｔ１から図６に示すように最終目標吸気量の階段状の変化に追従するように徐々に上昇し、概ね時刻ｔ３において最終目標吸気量に到達する。なお、図６に示す例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１では過給リーン運転が実行されることにより、過給機のタービンは既に回転していることから、時刻ｔ１からｔ３の間で推定実過給吸気量は過給遅れの影響を受けることなく速やかに上昇する。
【００８７】
一方、リーン禁止時吸気量過給遅れ演算部７５５では、常にリーン運転禁止時マップの下でエンジン及び過給機の運転を継続したと仮定した場合に発生すると推定される仮想的な過給遅れ処理を施すことによって、リーン禁止時推定吸気量（図６の上から２段目における二点鎖線）を算出する。このため、時刻ｔ０〜ｔ１の間では、リーン禁止時推定吸気量は推定実過給吸気量よりも常に小さい。またリーン禁止時推定吸気量は、推定実過給吸気量と異なり、時刻ｔ１において目標トルクが第２目標トルクに増加した後も殆ど上昇することなく、時刻ｔ２において徐々に上昇し始める。これは、図３Ｂに示すように、第１目標トルクによって特定される運転ポイントＰ１は、リーン運転禁止時マップ上では無過給ストイキ運転領域内であり、時刻ｔ０〜ｔ１の間では、過給機のタービンは停止していると仮定しているからである。すなわち、常にリーン運転禁止時マップの下で運転を継続したと仮定した場合、時刻ｔ１ではタービンが停止しているため、このタービンが回転し始め、実際に過給圧が上昇し始めるまでには過給遅れが存在する。またリーン禁止時推定吸気量は、時刻ｔ２において徐々に上昇し始め、時刻ｔ４において概ね最終目標吸気量に到達する。このように、時刻ｔ１〜ｔ４の間では、リーン禁止時推定吸気量は、リーン禁止時過給遅れ演算部７５５によって過給機の過給遅れの存在を考慮して算出されるため、推定実過給吸気量よりも常に小さく、また最終目標吸気量に到達するまでにかかる時間も長い。
【００８８】
次に、目標開度演算部７５６では、過給リーン／ストイキ過渡期間とそれ以外の期間とで場合分けして、図６の最下段において実線で示すようにスロットル弁の目標開度を算出する。ここで、時刻ｔ０〜ｔ１の間では、目標開度演算部７５６は、推定実過給吸気量を実現するようなスロットル弁の開度（例えば、図６の最下段において破線で示す有効開度（全開））を目標開度として算出する。また上述のように時刻ｔ１以降は、過給リーン運転から過給ストイキ運転に移行したことに伴い、すなわち過給リーン／ストイキ過渡期間内に移行したことに伴い、目標開度演算部７５６は、エア絞りを発生させることによって推定実過給吸気量よりも小さなリーン禁止時推定吸気量が実現されるようなスロットル弁の開度を目標開度として設定する。このため、図６に示すように、時刻ｔ１において目標開度は破線で示す有効開度から閉じ側へ変更される。このため、図６の上から２段目において実線で示すように、このようなスロットル弁の制御によって実現される吸気量は、時刻ｔ１から、推定実過給吸気量（一点鎖線）からリーン禁止時推定吸気量（二点鎖線）に近づくように減少し始め、時刻ｔ２においてリーン禁止時推定吸気量に到達する。
【００８９】
また時刻ｔ２〜ｔ３の間では、目標開度演算部７５６は、リーン禁止時推定吸気量が実現されるように、スロットル弁の目標開度を概ね一定に維持する。これにより、実現される吸気量は、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけてリーン禁止時推定吸気量に沿うように変化する。また時刻ｔ３〜ｔ４の間では、リーン禁止時推定吸気量と推定実過給吸気量との差が徐々に小さくなることに伴い、スロットル弁の目標開度は、推定実過給吸気量を実現するような有効開度へ向けて徐々に開き側へ変更される。
【００９０】
なお、図６の最上段には、スロットル弁の目標開度を常に有効開度に維持し続けた場合に実現されるトルクの変化を、参考のため一点鎖線で示す。
【００９１】
次に、推定実現トルク演算部７６１では、目標トルクに燃料噴射弁の応答遅れを模した遅れ処理を施すことによって、図６の最上段において二点鎖線で示すような推定実現トルクを算出する。また目標空燃比演算部７６２では、この推定実現トルクを実現するような空燃比を目標空燃比として出力する。このため、目標空燃比は、図６の下から２段目に示すように、目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクに変化したことに応じて、時刻ｔ１からｔ２にかけてリーン空燃比からストイキ空燃比へ徐々に変更される。
【００９２】
以上のようにＥＣＵ７では、目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクに変化した場合に発生する過給リーン／ストイキ過渡期間（時刻ｔ１〜ｔ４）では、目標空燃比をリーン空燃比からストイキ空燃比に徐々に変更するとともに、スロットル弁の目標開度を有効開度に対し閉じ側に設定することにより、スロットル弁の目標開度を常に有効開度に維持し続けた場合に実現されるトルク（図６の最上段における一点鎖線参照）よりも、実際に実現されるトルク（図６の最上段における実線）を下げることができる。またＥＣＵ７では、過給リーン／ストイキ過渡期間では、リーン禁止時推定吸気量に応じてスロットル弁の目標開度を設定することにより、実現される吸気量を無過給ストイキ運転から過給ストイキ運転に移行した場合に実現される吸気量に近づけることができるので、これによって過給リーン／ストイキ過渡期間で実現されるトルクも無過給ストイキ運転から過給ストイキ運転に移行した場合に実現されるトルクに近づけることができる。したがって運転者は、加速操作を行う時点で実行されている運転モードの種類によらず常に同等のトルク応答性が得られるので、違和感が無く、したがって商品性を向上できる。
【００９３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図７は、本実施形態に係るＥＣＵ７Ａにおいて、目標空燃比及び点火プラグの目標点火時期を算出する具体的な手順を示す機能ブロック図である。本実施形態に係るＥＣＵ７Ａは、第１実施形態に係るＥＣＵ７と、目標点火時期を算出する具体的な手順が異なる。より具体的には、第１実施形態に係るＥＣＵ７は、過給リーン／ストイキ過渡期間ではスロットル弁を用いたトルクダウン制御を行った。これに対し本実施形態に係るＥＣＵ７Ａは、過給リーン／ストイキ過渡期間では点火プラグを用いたトルクダウン制御を行う点で第１実施形態に係るＥＣＵ７と異なる。なお以下では、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００９４】
ＥＣＵ７Ａは、運転領域判定部７５１と、最終目標吸気量演算部７５２と、実吸気量過給遅れ演算部７５３と、リーン禁止時目標吸気量演算部７５４と、リーン禁止時吸気量過給遅れ演算部７５５と、リーン禁止時トルク推定部７７１と、目標点火時期演算部７７２と、推定実現トルク演算部７６１と、目標空燃比演算部７６２と、を備える。
【００９５】
リーン禁止時トルク推定部７７１は、リーン禁止時吸気量過給遅れ演算部７５５によって算出されるリーン禁止時推定吸気量を用いて、図示しないマップを検索することによって、リーン禁止時推定吸気量の吸気を導入した場合に実現されるトルクを算出し、これをリーン運転禁止時推定トルクとして出力する。
【００９６】
目標点火時期演算部７７２は、運転領域判定部７５１による判定結果と、推定実過給吸気量と、リーン運転禁止時推定トルクと、を用いることによって、点火プラグの目標点火時期を算出する。この目標点火時期演算部７７２は、第１実施形態に係る目標開度演算部７５６と同様に、過給リーン／ストイキ過渡期間とそれ以外の期間とで場合分けして目標点火時期を算出する。
【００９７】
より具体的には、目標点火時期演算部７７２は、過給リーン／ストイキ過渡期間以外の期間である場合には、図３Ｃを参照して説明したトルク応答性の差が生じないと判断し、推定実過給吸気量に基づいて図示しないマップを検索することによって、エンジンで発生するトルクが最大となりかつ燃費が最良となる点火時期（所謂、ＭＢＴ）を算出し、これを目標点火時期として算出する。
【００９８】
また目標点火時期演算部７７２は、過給リーン／ストイキ過渡期間内である場合、すなわち推定実過給吸気量とリーン禁止時推定吸気量とで大きな乖離が生じる場合には、リーン運転禁止時推定トルクに基づいて図示しないマップを検索することによって、このリーン運転禁止時推定トルクを実現するような点火時期を算出し、これを目標点火時期として算出する。ここで、上述のようにエンジンで発生するトルクが最大となる点火時期であるＭＢＴに対し、点火時期を遅角側へ変更すると、このＭＢＴからの遅角量に応じてエンジンで発生するトルクも低下する。このため、過給リーン／ストイキ過渡期間内では、目標点火時期は、目標点火時期演算部７７２によってＭＢＴよりも遅角側に設定される。換言すれば、過給リーン／ストイキ過渡期間では、点火時期をＭＢＴに設定すれば実現できるトルクから、リーン運転が禁止されている場合に実現されるトルクに近づくようにトルクを下げるトルクダウン制御が行われる。
【００９９】
なお、点火時期を短時間の間でＭＢＴから遅角側に変更すると、失火するおそれがある。そこで目標点火時期演算部７７２は、過給リーン／ストイキ過渡期間内では、このような失火が発生しないようにするため、レートリミットの下で目標点火時期を算出する。すなわち、目標点火時期演算部７７２は、過給リーン／ストイキ過渡期間内では、このレートリミットを超えないような速度で徐々に目標点火時期を変更する。
【０１００】
また点火時期をＭＢＴから遅角側へ変更すると、トルクが低下するとともに燃費も悪化するおそれがある。このため目標点火時期をＭＢＴから遅角化する期間は、できるだけ短い方が好ましい。そこで目標点火時期演算部７７２は、過給リーン／ストイキ過渡期間内に移行した場合には、直ちに目標点火時期をＭＢＴから遅角化せずに、過給リーン／ストイキ過渡期間内に移行してから所定の待ち時間が経過した後に目標点火時期の遅角化を開始することが好ましい。
【０１０１】
第１実施形態において説明したように、目標空燃比演算部７６２は、過給リーン／ストイキ過渡期間内に移行すると、目標空燃比をリーン空燃比からストイキ空燃比へ徐々に変更し始める。そこで目標点火時期演算部７７２は、過給リーン／ストイキ過渡期間内に移行した後、目標空燃比がストイキ空燃比よりもやや大きな値に設定した閾値を下回ってから目標点火時期の遅角化を開始する。
【０１０２】
なお図７では図示を省略するが、ＥＣＵ７Ａでは、スロットル弁の目標開度は、推定実過給吸気量に基づいて図示しないマップを検索することによって、この推定実過給吸気量に応じたスロットル弁の有効開度を算出し、これを目標開度として出力する。
【０１０３】
次に、以上のようなＥＣＵ７Ａによって実現される制御例について、図８のタイムチャートを参照して説明する。図８には、上段から順に、目標トルク等のトルクに関する量と、最終目標吸気量等の吸気量に関する量と、目標空燃比と、スロットル弁の目標開度と、点火プラグの目標点火時期と、を示す。
【０１０４】
図８には、図６と同様に、時刻ｔ１において運転者が加速操作を行うことによって目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクに変化した場合に実現されるタイムチャートを示す。
【０１０５】
先ず、図８の最上段において太破線で示すように、時刻ｔ１において目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクへ階段状に変化する。このため、運転モードは、時刻ｔ０〜ｔ１までの間では過給リーン運転が実行され、時刻ｔ１以降は過給ストイキ運転が実行される。また図８の最上段には、実際に実現されるトルクを実線で示す。従って実際のトルクが時刻ｔ１において第１目標トルクから上昇し始め、時刻ｔ５において第２目標トルクに到達するまでの期間は、上述の過給リーン／ストイキ過渡期間に相当する。
【０１０６】
目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクへ増加するに伴い、図８の上から２段目において太破線で示すように、最終目標吸気量演算部７５２によって算出される最終目標吸気量は、時刻ｔ１において階段状に変化する。このため、図６を参照して説明したように、推定実過給吸気量（図６の上から２段目における太点線）は、時刻ｔ１から最終目標吸気量の階段状の変化に追従するように徐々に上昇し、概ね時刻ｔ４において最終目標吸気量に到達する。なお図６を参照して説明したのと同様に、この推定実過給吸気量は、時刻ｔ１からｔ４の間では、過給遅れの影響を受けることなく速やかに上昇する。
【０１０７】
また図８において下から２段目に示すように、スロットル弁の目標開度は、エア絞りを発生させることなく推定実過給吸気量が実現されるような有効開度（例えば、全開）に設定される。このため、図８の上から２段目において細実線で示すように、実際に実現される吸気量は、推定実過給吸気量とほぼ同様の変化を示す。
【０１０８】
一方、リーン禁止時吸気量過給遅れ演算部７５５では、常にリーン運転禁止時マップの下でエンジン及び過給機の運転を継続したと仮定した場合に発生すると推定される仮想的な過給遅れ処理を施すことによって、リーン禁止時推定吸気量（図８の上から２段目における一点鎖線）を算出する。このため、時刻ｔ０〜ｔ１の間では、リーン禁止時推定吸気量は推定実過給吸気量よりも常に小さい。また時刻ｔ１において目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクに変化した後も、リーン禁止時推定吸気量は、推定実過給吸気量よりも小さく、また最終目標吸気量に到達するまでにかかる時間（時刻ｔ１〜ｔ４）も長い。これは、リーン禁止時推定吸気量は、時刻ｔ０〜ｔ１の間では、過給機のタービンは停止していると仮定して算出されるためである。すなわち、常にリーン運転禁止時マップの下で運転を継続したと仮定した場合、時刻ｔ１ではタービンが停止しているため、このタービンが回転し始め、実際に過給圧が上昇し始めるまでには過給遅れが存在するためである。
【０１０９】
次に、リーン禁止時トルク推定部７７１では、このように算出されたリーン禁止時推定吸気量を用いて、このリーン禁止時推定吸気量の吸気を導入した場合に実現されるトルクを、リーン運転禁止時推定トルクとして出力する。図８の最上段には、太点線によってこのリーン運転禁止時推定トルクの変化を表示する。
【０１１０】
次に、推定実現トルク演算部７６１では、目標トルクに燃料噴射弁の応答遅れを模した遅れ処理を施すことによって、図６の最上段において二点鎖線で示すような推定実現トルクを算出する。また目標空燃比演算部７６２では、この推定実現トルクを実現するような空燃比を目標空燃比として出力する。このため、目標空燃比は、図８の下から３段目に示すように、目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクに変化したことに応じて、時刻ｔ１からｔ３にかけてリーン空燃比からストイキ空燃比へ徐々に変更される。
【０１１１】
一方、目標点火時期演算部７７２では、過給リーン／ストイキ過渡期間とそれ以外の期間とで場合分けして、図８の最下段において実線で示すように点火プラグの目標点火時期を算出する。ここで、時刻ｔ０〜ｔ１の間では、目標点火時期演算部７７２は、推定実過給吸気量に基づいて算出されるＭＢＴ（例えば、図８の最下段において破線参照）を目標点火時期として算出する。
【０１１２】
また目標点火時期演算部７７２は、時刻ｔ１において過給リーン／ストイキ過渡期間内に移行した後、時刻ｔ２において目標空燃比がストイキ空燃比よりもやや大きな値に設定された閾値を下回ったことに応じて、目標点火時期の遅角化を開始する。より具体的には、目標点火時期演算部７７２は、上述のリーン運転禁止時推定トルクが実現されるように、ＭＢＴよりも遅角側に目標点火時期を設定する。このため時刻ｔ２において、目標点火時期は、破線で示すＭＢＴから遅角側へ変更される。なおこの際、目標点火時期演算部７７２は、失火を防止するためレートリミットの下で目標点火時期を遅角側へ変更する。このため、目標点火時期は、時刻ｔ２〜ｔ３にかけて徐々にＭＢＴから遅角側へ変更される。
【０１１３】
また時刻ｔ３〜ｔ４の間では、目標点火時期演算部７７２は、リーン運転禁止時推定トルクが実現されるように、目標点火時期をＭＢＴに対し所定量遅角した時期で概ね一定に維持する。これにより、実現されるトルクは、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけてリーン運転禁止時推定トルクに沿うように変化する。また時刻ｔ４〜ｔ５の間では、リーン運転禁止時推定トルクと第２目標トルクとの差が徐々に小さくなることに伴い、目標点火時期は、ＭＢＴに徐々に近づくように進角側に変更される。
【０１１４】
以上のようにＥＣＵ７Ａでは、目標トルクが第１目標トルクから第２目標トルクに変化した場合に発生する過給リーン／ストイキ過渡期間（時刻ｔ１〜ｔ５）では、目標空燃比をリーン空燃比からストイキ空燃比に徐々に変更するとともに、目標点火時期をＭＢＴに対し遅角側に設定することにより、目標点火時期を常にＭＢＴで維持し続けた場合に実現されるトルク（図８の最上段における一点鎖線参照）よりも、実際に実現されるトルク（図８の最上段における細実線参照）を下げることができる。またＥＣＵ７Ａでは、過給リーン／ストイキ過渡期間では、リーン禁止時推定トルクに応じて目標点火時期を設定することにより、実現されるトルクを、無過給ストイキ運転から過給ストイキ運転に移行した場合に実現されるトルク（すなわち、過給遅れが存在する場合に実現されるトルク（図６の最上段における太点線参照））に近づけることができる。したがって運転者は、加速操作を行う時点で実行されている運転モードの種類によらず常に同等のトルク応答性が得られるので、違和感が無く、したがって商品性を向上できる。
【符号の説明】
【０１１５】
１…エンジン（内燃機関）
１ｃ…燃料噴射弁
１ｄ…点火プラグ
２…制御装置
７…ＥＣＵ（目標トルク算出手段、運転モード切替手段、過給リーン運転禁止手段、目標設定手段、目標空燃比設定手段、目標開度設定手段）
７Ａ…ＥＣＵ（目標トルク算出手段、運転モード切替手段、過給リーン運転禁止手段、目標設定手段、目標点火時期設定手段、目標開度設定手段）
７５１…運転領域判定部
７５２…最終目標吸気量演算部
７５３…実吸気量過給遅れ演算部
７５４…リーン禁止時目標吸気量演算部
７５５…リーン禁止時吸気量過給遅れ演算部
７５６…目標開度演算部
７６１…推定実現トルク演算部
７６２…目標空燃比演算部
７７１…リーン禁止時トルク推定部
７７２…目標点火時期演算部
８…過給機
【図１】
2018178967.tif 000003
【図２】
2018178967.tif 000004
【図３Ａ】
2018178967.tif 000005
【図３Ｂ】
2018178967.tif 000006
【図３Ｃ】
2018178967.tif 000007
【図４】
2018178967.tif 000008
【図５】
2018178967.tif 000009
【図６】
2018178967.tif 000010
【図７】
2018178967.tif 000011
【図８】
2018178967.tif 000012