(57)【要約】【課題】マルチコアシステムを活用したスロットルディレイ制御において、筒内空気量および燃料噴射量の予測を短時間で行うことを目的とする。【解決手段】３番気筒の充填効率ＫＬは、３番気筒の吸気バルブを閉じるタイミング（時刻Ｔ＿Ｐｍ３）の吸気管圧力Ｐｍ３＿ｐｒｅｄｉｃｔに基づいて計算される。吸気管圧力Ｐｍ３＿ｐｒｅｄｉｃｔは、１番気筒の燃料噴射の開始タイミング（時刻Ｔ＿ＰＡ２）から３番気筒の燃料噴射の開始タイミング（時刻Ｔ＿ＰＡ３）までの間に予測した吸気管圧力Ｐｍ３＿１，Ｐｍ３＿２およびＰｍ３＿３の補間計算により算出される。吸気管圧力Ｐｍ３＿１，Ｐｍ３＿２およびＰｍ３＿３は、時刻Ｔ＿ＰＡ２から時刻Ｔ＿ＰＡ３までにおけるペダル角度ＰＡの３通りの予測挙動に基づいて予測される。３通りの予測挙動の予測は、異なる３つのコア１０２において並列に行われる。【選択図】図３
2015140708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有するエンジンに適用され、複数のコアを有し、尚且つ、アクセルペダル角度に基づいて計算した目標スロットル開度の変化に対して実スロットル開度の変化を遅らせるスロットルディレイ制御を実施するエンジンの予測制御装置であって、
前記複数のコアのうちの一群のコアは、ある気筒への燃料噴射開始タイミングから当該気筒の次に燃料噴射の対象となる対象気筒への燃料噴射開始タイミングまでの間、前記アクセルペダル角度の複数の将来挙動、前記アクセルペダル角度の複数の将来挙動にそれぞれ対応するスロットル開度の複数の将来挙動、および、前記スロットル開度の複数の将来挙動にそれぞれ対応する吸気管圧力の複数の将来挙動を並列に予測するように構成され、
前記複数のコアのうちの前記一群のコアと異なるコアは、前記対象気筒の燃料噴射開始タイミングにおける実際のアクセルペダル角度と、予測した前記吸気管圧力の複数の将来挙動とに基づいて前記対象気筒の筒内充填効率および燃料噴射量を予測するように構成され、
前記複数のコアのうちの前記一群のコアと異なるコアは、前記対象気筒の燃料噴射開始タイミング後、前記対象気筒の吸気バルブを閉じるタイミングまでの間に前記アクセルペダル角度が変化した場合、前記対象気筒の吸気バルブを閉じるタイミング以後に前記吸気管圧力の変化が開始するように前記スロットルディレイ制御を実施するように構成されていることを特徴とするエンジンの予測制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの予測制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子制御式のスロットルを備えたエンジンでは、ドライバのアクセルペダル角度に基づいて目標スロットル開度が決定され、この目標スロットル開度に従ってスロットルが操作される。このとき、決定した目標スロットル開度に従って直ちにスロットルを動作させるのではなく、目標スロットル開度の変化に対してスロットルの実際の開度の変化を遅らせることもできる。このような遅延処理をスロットルディレイ制御という。スロットルディレイ制御を行うことで、当該遅延処理中に将来のスロットルの開度を目標スロットル開度から予測することが可能となる。将来のスロットル開度が予測できれば、その予測時点における筒内空気量（または筒内充填効率）を、予測したスロットル開度から予測することができる。予測した筒内空気量は、目標空燃比の実現に必要な燃料噴射量の計算に用いることができる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、スロットルディレイ制御にマルチコアシステムを活用したエンジンの予測制御装置が開示されている。この予測制御装置は、それぞれに異なる予測時間が事前に設定された複数のコアを有している。予測時間は、複数の遅延処理時間に対応したものである。各コアは、予測時間だけ将来において達成される筒内空気量を目標スロットル開度に基づいて並列に予測する。予測制御装置は、アクセルペダル角度の変化量に基づいて、何れの予測時間に従って将来の筒内空気量を予測するかを決定する。この予測制御装置によれば、アクセルペダル角度の変化量に基づいて最適な予測時間、即ち、スロットルディレイ制御の実施時間（ディレイ時間）を選択し、筒内空気量を予測できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１３１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的な複数気筒エンジンでは、ある気筒に噴射する燃料量の計算開始タイミングからアクセルペダル角度の変化量を計算し始め、その後に目標スロットル開度の計算を開始する。これは特許文献１の装置においても同様である。そのため、アクセルペダル角度の変化量が確定するまでは目標スロットル開度の計算を開始できず、筒内空気量の予測も開始できない。従って、事前に設定した予測時間のうちの最短のものを用いて筒内空気量を予測すると仮定しても、予測した筒内空気量を上述した燃料噴射量の計算に反映させるには一定時間を要してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、マルチコアシステムを活用したスロットルディレイ制御において、筒内空気量および燃料噴射量の予測を短時間で行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の気筒を有するエンジンに適用され、複数のコアを有し、尚且つ、アクセルペダル角度に基づいて計算した目標スロットル開度の変化に対して実スロットル開度の変化を遅らせるスロットルディレイ制御を実施するエンジンの予測制御装置であって、
前記複数のコアのうちの一群のコアは、ある気筒への燃料噴射開始タイミングから当該気筒の次に燃料噴射の対象となる対象気筒への燃料噴射開始タイミングまでの間、前記アクセルペダル角度の複数の将来挙動、前記アクセルペダル角度の複数の将来挙動にそれぞれ対応するスロットル開度の複数の将来挙動、および、前記スロットル開度の複数の将来挙動にそれぞれ対応する吸気管圧力の複数の将来挙動を並列に予測するように構成され、
前記複数のコアのうちの前記一群のコアと異なるコアは、前記対象気筒の燃料噴射開始タイミングにおける実際のアクセルペダル角度と、予測した前記吸気管圧力の複数の将来挙動とに基づいて前記対象気筒の筒内充填効率および燃料噴射量を予測するように構成され、
前記複数のコアのうちの前記一群のコアと異なるコアは、前記対象気筒の燃料噴射開始タイミング後、前記対象気筒の吸気バルブを閉じるタイミングまでの間に前記アクセルペダル角度が変化した場合、前記対象気筒の吸気バルブを閉じるタイミング以後に前記吸気管圧力の変化が開始するように前記スロットルディレイ制御を実施するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ある気筒への燃料噴射開始タイミングから当該気筒の次に燃料噴射の対象となる対象気筒への燃料噴射開始タイミングまでの間、アクセルペダル角度、スロットル開度および吸気管圧力の複数の将来挙動を並列に予測できる。ここで、吸気管圧力の複数の将来挙動はスロットル開度の複数の将来挙動に対応するものであり、スロットル開度の複数の将来挙動はアクセルペダル角度の複数の将来挙動に対応するものである。また、本発明によれば、対象気筒の燃料噴射開始タイミングにおける実際のアクセルペダル角度と、予測した吸気管圧力の複数の将来挙動とに基づいて、対象気筒の筒内充填効率および燃料噴射量を予測できる。故に、本発明によれば、対象気筒の燃料噴射開始タイミングにおいて、対象気筒の筒内充填効率および燃料噴射量を確定することが可能となる。加えて、本発明によれば、対象気筒の燃料噴射開始タイミング後、対象気筒の吸気バルブを閉じるタイミングまでの間にアクセルペダル角度が変化した場合、当該吸気バルブ閉じタイミング以後に吸気管圧力の変化が開始するようにスロットルディレイ制御を実施できる。即ち、スロットルディレイ制御の実施時間を、従来に比べて短い時間に設定可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１のエンジンの予測制御装置の構成を示す図である。
【図２】ＥＣＵ１０における演算処理の流れを説明するためのタイムチャートである。
【図３】実施形態１における先読み計算およびスロットルディレイ制御を説明するためのタイムチャートである。
【図４】従来のＥＣＵにおける演算処理の流れを説明するためのタイムチャートである。
【図５】実施形態１において、ＥＣＵ１０による先読み計算処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図６】実施形態２における先読み計算を説明するためのタイムチャートである。
【図７】実施形態２において、ＥＣＵ１０による先読み計算処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
先ず、図１乃至図５を参照しながら、本発明の実施の形態１について説明する。
【００１１】
［予測制御装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１のエンジンの予測制御装置の構成を示す図である。実施の形態１では、エンジンを制御するＥＣＵの一つの機能として予測制御装置が実現される。予測制御装置の制御対象であるエンジンは、直列４気筒エンジンであり、ドライバによるアクセルペダルの角度（以下「ペダル角度ＰＡ」と称す。）を検出するアクセル角度センサ２と、電子制御式のスロットル４と、ＥＣＵ１０とを備えている。また、エンジンの吸気ポートには、当該吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタ（図示しない）が設けられている。
【００１２】
実施の形態１において、ＥＣＵ１０は、複数のコア１０２を有するマルチコアシステムとして構成されている。各コア１０２は、ＣＰＵ１０４とキャッシュ１０６とを備えている。ローカルメモリ１０８には、ＣＰＵ１０４で実行される各種のプログラムとそのプログラムの実行時に使用される各種のデータが記憶されている。コア１０２同士はバス１１０で接続されている。バス１１０を経由してコア１０２間での通信が行われる。図示は省略するが、バス１１０にはコア間で共有されるキャッシュも接続されている。
【００１３】
［実施の形態１の特徴］
複数のコア１０２のうちの３つのコアは、燃料噴射の対象となる気筒（以下「対象気筒」と称す。）への燃料噴射の開始タイミングまでに、対象気筒の充填効率ＫＬを先読み計算するために使用される。また、この３つのコアは、先読み計算した充填効率ＫＬに基づく対象気筒の燃料噴射量であって、対象気筒において目標空燃比を実現するために必要な燃料噴射量の先読み計算にも使用される。上記３つのコアを使用した対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の先読み計算の詳細については後述する。上記３つのコアによれば、対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の両者を、対象気筒の燃料噴射の開始タイミングにおいて確定させることが可能となる。
【００１４】
また、複数のコア１０２は、ペダル角度ＰＡに基づいて目標スロットル開度を決定するためにも使用される。但し、目標スロットル開度の決定には、上記３つのコアとは異なるコアが使用される。目標スロットル開度の決定は、当該先読み計算による対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の確定後から対象気筒の吸気バルブを閉じるタイミングまでの間にペダル角度ＰＡが変化した場合においても同様に行われる。予測制御装置としてのＥＣＵ１０は、計算した目標スロットル開度に基づいてスロットル４を操作する。
【００１５】
また、複数のコア１０２は、ディレイ時間の設定（詳細は後述）、充填効率ＫＬや燃料噴射量の先読み計算の結果に基づく補間計算（詳細は後述）をはじめとする各種の計算にも使用される。但し、これらの計算には、上記３つのコアとは異なるコアが使用される。
【００１６】
ところで、ペダル角度ＰＡが一定であれば目標スロットル開度も一定であり、上記３つのコアによる先読み計算の結果に基づいて対象気筒の空燃比が目標空燃比に制御される。しかし、ペダル角度ＰＡが変化した場合は上記３つのコアとは異なるコアによって目標スロットル開度が決定される。ここで、決定した目標スロットル開度に従って直ちにスロットル４を操作すると、対象気筒の空燃比が目標空燃比からズレてしまう。予測制御装置としてのＥＣＵ１０は、このような場合に、対象気筒の吸気バルブを閉じるタイミングまでのスロットル４の開度の変化に反映されないように、目標スロットル開度の変化に対してスロットル４の実際の開度（以下「スロットル開度ＴＡ」と称す。）の変化を遅らせるスロットルディレイ制御を行う。これにより、ペダル過渡時における対象気筒の空燃比をより正確に目標空燃比に制御する。
【００１７】
対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の先読み計算と、スロットルディレイ制御について、図２乃至図３を参照しながら説明する。図２は、ＥＣＵ１０における演算処理の流れを説明するためのタイムチャートである。図２に示すように、噴射燃料は２番→１番→３番→４番気筒の順に流入する。上記３つのコアは、この順序に従って対象気筒を特定し、特定した対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の先読み計算を行う。
【００１８】
先ず、図２の上方部に示す２番気筒を対象気筒とする。２番気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量は、２番気筒の燃料噴射の開始タイミング（時刻Ｔ＿ＰＡ１）よりも前に先読み計算されている。そして、図２のＰＡ１から略垂直上方に向かう破線矢印で示すように、先読み計算した燃料噴射量に基づいて、インジェクタから燃料の噴射が行われる。噴射燃料は吸気ポートにおいて混合気となり、２番気筒の吸気バルブを開くことで２番気筒内に流入する。
【００１９】
次に、１番気筒を対象気筒とする。１番気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の先読み計算は、時刻Ｔ＿ＰＡ１において開始され、その後に訪れる１番気筒の燃料噴射の開始タイミング（時刻Ｔ＿ＰＡ２）において終了する。そして、この先読み計算した燃料噴射量に基づいて、１番気筒内に流入させる燃料の噴射が行われる。１番気筒と同様に、３番気筒の先読み計算は時刻Ｔ＿ＰＡ２に開始され、その後に訪れる３番気筒の燃料噴射の開始タイミング（時刻Ｔ＿ＰＡ３）において終了する。４番気筒の先読み計算は時刻Ｔ＿ＰＡ３に開始され、その後に訪れる４番気筒の燃料噴射の開始タイミング（時刻Ｔ＿ＰＡ４）において終了する。つまり、上記３つのコアは、ある気筒に対する先読み計算を終了したら、その気筒の次に噴射燃料を流入させる気筒に対する先読み計算を行う。
【００２０】
また、図２に示すように、ペダル角度ＰＡが時刻Ｔ＿ＰＡ１の直後、即ち、２番気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の確定後から２番気筒の吸気バルブを閉じるタイミング（時刻Ｔ＿Ｐｍ１）までの間に変化している。このような場合、スロットルディレイ制御が行われる。図２に示すディレイ時間（時刻Ｔ＿ＰＡ１〜時刻Ｔ＿ＴＡ１）は、スロットル４の動作によって吸気管圧力Ｐｍが変化し始めるタイミングが、時刻Ｔ＿Ｐｍ１以降となるように設定される。ディレイ時間の設定は、例えば次のように行われる。先ず、エンジン回転数から基本ディレイ時間（時刻Ｔ＿ＰＡ１〜時刻Ｔ＿Ｐｍ１）を算出する。続いて、スロットル４の動作によって吸気管圧力Ｐｍが変化し始めるまでの時間（既定値）を基本ディレイ時間から差し引くことでディレイ時間を設定する。
【００２１】
図２の３番気筒を対象気筒の例として、対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の先読み計算と、スロットルディレイ制御の詳細を説明する。図３は、実施の形態１における先読み計算およびスロットルディレイ制御を説明するためのタイムチャートである。３番気筒の充填効率ＫＬは、３番気筒の吸気バルブを閉じるタイミング（時刻Ｔ＿Ｐｍ３）の吸気管圧力Ｐｍ３＿ｐｒｅｄｉｃｔに基づいて計算される。吸気管圧力Ｐｍ３＿ｐｒｅｄｉｃｔは、時刻Ｔ＿ＰＡ３において確定する吸気管圧力Ｐｍ３の予測値であり、時刻Ｔ＿ＰＡ２から時刻Ｔ＿ＰＡ３までの間に予測した吸気管圧力Ｐｍ３＿１，Ｐｍ３＿２およびＰｍ３＿３の補間計算により算出される。
【００２２】
吸気管圧力Ｐｍ３＿１，Ｐｍ３＿２およびＰｍ３＿３は、時刻Ｔ＿ＰＡ２から時刻Ｔ＿ＰＡ３までにおけるペダル角度ＰＡの予測挙動に基づいて予測される。この３通りの予測挙動は、具体的に次の（１）〜（３）である。
（１）ペダル角度ＰＡの変化速度が想定範囲の最大値で推移する場合の挙動
（２）時刻Ｔ＿ＰＡ２のペダル角度ＰＡの変化速度が一定値で推移する場合の挙動
（３）ペダル角度ＰＡの変化速度が想定範囲の最小値で推移する場合の挙動
【００２３】
上記（１），（３）の想定範囲は予め適合試験により設定される。上記（１）の予測挙動が図３のＰＡ２〜ＰＡ３＿１に対応している。また、上記（２）の予測挙動が同図のＰＡ２〜ＰＡ３＿２に対応している。また、上記（３）の予測挙動が同図のＰＡ２〜ＰＡ３＿３に対応している。
【００２４】
吸気管圧力Ｐｍ３＿１，Ｐｍ３＿２およびＰｍ３＿３は、次のように予測される。先ず、上記（１）〜（３）の予測挙動に対応するスロットル開度ＴＡの挙動が予測される。図３のＴＡ２〜ＴＡ３＿１が上記（１）の予測挙動に対応して予測されたスロットル開度ＴＡの挙動を示している。また、同図のＴＡ２〜ＴＡ３＿２が上記（２）の予測挙動に対応して予測されたスロットル開度ＴＡの挙動を示し、同図のＴＡ２〜ＴＡ３＿３が上記（３）の予測挙動に対応して予測されたスロットル開度ＴＡの挙動を示している。
【００２５】
続いて、予測したスロットル開度ＴＡの挙動に対応する吸気管圧力Ｐｍの挙動が予測される。図３のＰｍ２〜Ｐｍ３＿１がＴＡ２〜ＴＡ３＿１に対応して予測された吸気管圧力Ｐｍの挙動を示している。また、同図のＰｍ２〜Ｐｍ３＿２がＴＡ２〜ＴＡ３＿２に対応して予測された吸気管圧力Ｐｍの挙動を示し、同図のＰｍ２〜Ｐｍ３＿３がＴＡ２〜ＴＡ３＿３に対応して予測された予測した吸気管圧力Ｐｍの挙動を示している。
【００２６】
ペダル角度ＰＡ３＿ｒｅａｌは、時刻Ｔ＿ＰＡ３においてアクセル角度センサ２によって検出された実際のペダル角度ＰＡである。従って、時刻Ｔ＿ＰＡ３においてペダル角度ＰＡ３＿ｒｅａｌが確定すれば、時刻Ｔ＿ＰＡ２から時刻Ｔ＿ＰＡ３までの間に予測したスロットル開度ＴＡ３＿１，ＴＡ３＿２およびＴＡ３＿３の補間計算によりスロットル開度ＴＡ＿ｐｒｅｄｉｃｔが求められる。また同時に、吸気管圧力Ｐｍ３＿１，Ｐｍ３＿２およびＰｍ３＿３の補間計算により吸気管圧力Ｐｍ３＿ｐｒｅｄｉｃｔが求められる。
【００２７】
図３に示すディレイ時間（時刻Ｔ＿ＰＡ３〜時刻Ｔ＿ＴＡ３）は、スロットル４を開いてから吸気管圧力Ｐｍが実際に変化し始めるまでの遅れを考慮して設定される。即ち、ディレイ時間は、スロットル４の動作によって吸気管圧力Ｐｍが変化し始めるタイミングが、３番気筒の吸気バルブを閉じるタイミング（時刻Ｔ＿Ｐｍ３）以後となるように設定される。
【００２８】
ここで、上記（１）〜（３）の予測挙動の先読み計算は、複数のコア１０２のうちの３つにおいて行われる。具体的に、上記（１）のペダル角度ＰＡの挙動、当該挙動に対応するスロットル開度ＴＡおよび当該挙動に対応する吸気管圧力Ｐｍが、一つのコアにおいて予測される。同様に、上記（２）のペダル角度ＰＡの挙動、当該挙動に対応するスロットル開度ＴＡおよび当該挙動に対応する吸気管圧力Ｐｍが、別のコアにおいて予測される。同様に、上記（３）のペダル角度ＰＡの挙動、当該挙動に対応するスロットル開度ＴＡおよび当該挙動に対応する吸気管圧力Ｐｍが、また別のコアにおいて予測される。つまり、実施の形態１においては、上記（１）〜（３）の予測挙動の先読み計算が異なる３つのコア１０２において並列に行われる。故に、時刻Ｔ＿ＰＡ３においてペダル角度ＰＡ３＿ｒｅａｌが検出されれば、その直後にスロットル開度ＴＡ＿ｐｒｅｄｉｃｔおよび吸気管圧力Ｐｍ３＿ｐｒｅｄｉｃｔを確定できる。
【００２９】
図４は、従来のＥＣＵにおける演算処理の流れを説明するためのタイムチャートである。実施の形態１とは異なり、従来のＥＣＵにおいては複数コアを使用した対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の先読み計算が行われない。そのため、対象気筒の燃料噴射の開始タイミングにおいて、対象気筒の燃料噴射量を確定することは困難である。そのため、例えば１番気筒の燃料噴射の開始タイミング（時刻Ｔ＿ＰＡ２）よりも前の時刻Ｔ＿ＰＡ１において、１番気筒の燃料噴射量を確定させる必要がある。そして、図４のＰＡ１から右斜上方に向かう破線矢印で示すように、時刻Ｔ＿ＰＡ１において確定した燃料噴射量に基づいて、インジェクタから燃料の噴射が行われる。
【００３０】
加えて、図４に示すように、ペダル角度ＰＡが時刻Ｔ＿ＰＡ１後に変化している。このような場合にスロットルディレイ制御を行うためには、図２のディレイ時間よりも長いディレイ時間を設定する必要がある。従って、従来のＥＣＵにおいては加速中のレスポンスが鈍くなり易いという問題がある。
【００３１】
［先読み計算の具体的処理］
図５は、実施の形態１において、ＥＣＵ１０による対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の先読み計算処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、図５においては、３番気筒を対象気筒の例として説明する。また、図５に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返して実行されるものとする。
【００３２】
図５に示すルーチンにおいては、先ず、３番気筒の燃料噴射量の計算開始タイミングであるか否かが判定される（ステップＳ２）。当該計算開始タイミングでないと判定された場合、本ルーチンは終了する。当該計算開始タイミングであると判定された場合、３つのコア１０２を使用したステップＳ４〜Ｓ８の処理が行われる。具体的に、ペダル角度ＰＡの挙動の先読み計算（ステップＳ４）、スロットル開度ＴＡの挙動の先読み計算（ステップＳ６）および吸気管圧力Ｐｍの先読み計算（ステップＳ８）が行われる。
【００３３】
ステップＳ４〜Ｓ８の処理は、３番気筒の燃料噴射の開始タイミングまで繰り返し行われる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、３番気筒の燃料噴射の開始タイミングであると判定された場合、補間計算によって吸気管圧力Ｐｍ３＿ｐｒｅｄｉｃｔが算出される（ステップＳ１２）。吸気管圧力Ｐｍ３＿ｐｒｅｄｉｃｔの具体的な算出手法については、既述のとおりである。続いて、ステップＳ１２で算出した吸気管圧力Ｐｍ３＿ｐｒｅｄｉｃｔに基づいて３番気筒の燃料噴射量が算出される（ステップＳ１４）。具体的には、吸気管圧力Ｐｍ３＿ｐｒｅｄｉｃｔに基づいて３番気筒の充填効率ＫＬが算出され、算出した充填効率ＫＬに基づいて３番気筒において目標空燃比を実現するために必要な燃料噴射量が算出される。
【００３４】
以上、図５に示したルーチンによれば、対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量を、対象気筒の燃料噴射の開始タイミングにおいて確定させることが可能となる。従って、先読み計算による対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の確定後から対象気筒の吸気バルブを閉じるタイミングまでの間にペダル角度ＰＡが変化した場合であっても、対象気筒の空燃比に影響を及ぼさないようなスロットルディレイ制御を行うことが可能となる。
【００３５】
ところで、上記実施の形態１においては複数のコア１０２のうちの３つを使用して上記（１）〜（３）のペダル角度ＰＡの３通りの予測挙動に対応する先読み計算を行った。しかし、ペダル角度ＰＡの予測挙動数は２通りでもよく、４通り以上でもよい。また、使用コア数を２としてもよく、４以上としてもよい。即ち、複数のコア１０２のうちの一群のコアを使用して、ペダル角度ＰＡの挙動、当該挙動に対応するスロットル開度ＴＡおよび当該挙動に対応する吸気管圧力Ｐｍ挙動の先読み計算を並列に行う限りにおいて、本実施の形態は各種の適用が可能である。但し、このような並列計算を可能とするため、先読み計算に使用するコア数をペダル角度ＰＡの予測挙動数以上にすることが望ましい。
【００３６】
実施の形態２．
次に、図６乃至図７を参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。なお、以下においては、実施の形態１と共通する部分についてはその説明を省略或いは簡略化し、実施の形態１と異なる部分について重点的に説明するものとする。
【００３７】
［実施の形態２の特徴］
本実施の形態２の予測制御装置は、制御対象であるエンジンが排気触媒を備える構成において、図７に示すルーチンを実行することをその特徴とする。この排気触媒は、これに流入する排気空燃比がストイキ付近の狭い範囲にある場合に排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの３成分を効率的に浄化する三元触媒である。具体的に、排気触媒は、リーン雰囲気において酸素を吸着しながらＮＯｘを還元してＮ２に浄化し、リッチ雰囲気において酸素を放出しながらＨＣおよびＣＯを酸化してＨ２Ｏ，ＣＯ２に浄化する。
【００３８】
図２の３番気筒を対象気筒の例として、実施の形態２における対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の先読み計算の詳細を説明する。図６は、実施の形態２における先読み計算を説明するためのタイムチャートである。
【００３９】
上記実施の形態１で説明したように、吸気管圧力Ｐｍ３＿１，Ｐｍ３＿２およびＰｍ３＿３は、時刻Ｔ＿ＰＡ２から時刻Ｔ＿ＰＡ３までにおけるペダル角度ＰＡの３通りの予測挙動に基づいて予測される。しかし、実際のペダル角度ＰＡの変化速度が設定した想定範囲を外れる場合もある。図６のＰＡ２〜ＰＡ３＿ａｂｏｖｅは、上記（１）の想定範囲の最大値を上回る変化速度でペダル角度ＰＡが推移した場合を示している。同図のＰＡ２〜ＰＡ３＿ｂｅｌｏｗは、上記（３）の想定範囲の最大値を下回る変化速度でペダル角度ＰＡが推移した場合を示している。
【００４０】
実際のペダル角度ＰＡの変化速度が設定した想定範囲を外れた場合には、上記実施の形態１で説明した補間計算によって３番気筒の充填効率ＫＬを求めることができず、この充填効率ＫＬに基づく燃料噴射量を求めることもできない。そこで、実施の形態２においては、実際のペダル角度ＰＡの変化速度が想定範囲を外れた場合、この想定範囲の上限値または下限値に基づいて３番気筒の燃料噴射量を算出する。即ち、ペダル角度ＰＡの変化速度が想定範囲を上回る場合はこの上限値（吸気管圧力Ｐｍ３＿１）に基づいて３番気筒の燃料噴射量を算出し、想定範囲を下回る場合はこの下限値（吸気管圧力Ｐｍ３＿３）に基づいて３番気筒の燃料噴射量を算出する。
【００４１】
また、実施の形態２においては、３番気筒の燃料噴射の開始タイミング（時刻Ｔ＿ＰＡ３）における実際のペダル角度ＰＡ＿ｒｅａｌに基づいて実際の吸気管圧力Ｐｍ＿ｒｅａｌを算出し、算出した吸気管圧力Ｐｍ＿ｒｅａｌと想定範囲の上限値（吸気管圧力Ｐｍ３＿１）または下限値（吸気管圧力Ｐｍ３＿３）との差分に応じた燃料量を算出する。そして、算出した燃料量を３番気筒の次に噴射燃料が流入する気筒、即ち４番気筒の燃料噴射量に加算または減算する。このような燃料噴射量の調整を行うことで、排気触媒での空燃比を目標空燃比に制御できる。
【００４２】
［先読み計算の具体的処理］
図７は、実施の形態２において、ＥＣＵ１０による対象気筒の充填効率ＫＬおよび燃料噴射量の先読み計算処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、図７においては、３番気筒を対象気筒の例として説明する。また、図７に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返して実行されるものとする。
【００４３】
図７に示すルーチンにおいては、先ず、ステップＳ２〜Ｓ１０の処理が行われる。これらの処理については、図５で説明したとおりである。ステップＳ１０に続いて、３番気筒の燃料噴射の開始タイミングであると判定された場合、ペダル角度ＰＡ３＿ｒｅａｌが上記想定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１６）。そして、ペダル角度ＰＡ３＿ｒｅａｌが上記想定範囲内にあると判定された場合、ステップＳ１８，Ｓ２０の処理が行われる。これらの処理は、図５のステップＳ１２，Ｓ１４と同一である。
【００４４】
ステップＳ１６において、ペダル角度ＰＡ３＿ｒｅａｌが上記想定範囲外であると判定された場合、ペダル角度ＰＡ３＿ｒｅａｌがペダル角度ＰＡ３＿１を上回るか否かが判定される（ステップＳ２２）。そして、ペダル角度ＰＡ３＿ｒｅａｌがペダル角度ＰＡ３＿１を上回ると判定された場合、吸気管圧力Ｐｍ３＿１に基づいて３番気筒の燃料噴射量が算出され（ステップＳ２４）、吸気管圧力Ｐｍ＿ｒｅａｌと吸気管圧力Ｐｍ３＿１の差分に応じた燃料量が４番気筒の燃料噴射量に加算される（ステップＳ２６）。
【００４５】
一方、ステップＳ２２において、ペダル角度ＰＡ３＿ｒｅａｌがペダル角度ＰＡ３＿１以下の場合は、ペダル角度ＰＡ３＿ｒｅａｌがペダル角度ＰＡ３＿３を下回っていると判断できる。そのため、吸気管圧力Ｐｍ３＿３に基づいて３番気筒の燃料噴射量が算出され（ステップＳ２８）、吸気管圧力Ｐｍ３＿３と吸気管圧力Ｐｍ＿ｒｅａｌの差分に応じた燃料量が４番気筒の燃料噴射量から減算される（ステップＳ３０）。
【００４６】
以上、図７に示したルーチンによれば、実際のペダル角度ＰＡの変化速度が設定した想定範囲を外れた場合であっても、排気触媒での空燃比を目標空燃比に制御して排気の浄化を行うことができる。
【符号の説明】
【００４７】
２  アクセル角度センサ
４  スロットル
１０  ＥＣＵ
１０２  コア
【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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