(57)【要約】【課題】経時変化などシステムの状態が変動した場合であっても内燃機関を最適に制御すること。【解決手段】機関への入力である点火時期Ｓｔ（ｔ）を取得する入力取得手段と、機関からの出力であるトルクＴｑ（ｔ）を取得する出力取得手段と、点火時期Ｓｔ（ｔ）及びトルクＴｑ（ｔ）と、以降の機関出力であるトルクＴｑ（ｔ＋ｄ）との相関関係を規定する規格化手段と、上記相関関係を任意の頻度で更新する更新手段と、点火時期Ｓｔ（ｔ）及びトルクＴｑ（ｔ）と上記相関関係に基づいてトルクＴｑ（ｔ＋ｄ）を制御する制御手段と、を備える。【選択図】        図２
2004360530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関への入力を取得する入力取得手段と、
機関からの出力を取得する出力取得手段と、
前記機関への入力及び前記機関からの出力と、以降の機関出力との相関関係を規定する規格化手段と、
前記相関関係を任意の頻度で更新する更新手段と、
前記機関への入力及び前記機関からの出力と前記相関関係とに基づいて、以降の機関出力を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記規格化手段は、前記機関への入力及び前記機関からの出力と、以降の機関出力との関係を定めた係数を取得する手段を含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記更新手段は、前記機関への入力及び前記機関からの出力に基づいて、前記係数を任意の頻度で更新す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】
前記係数の値に基づいて異常判定を行う異常判定手段を更に備えたことを特徴とする請求項２又は３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、制御の過程における前記機関への入力又は前記機関からの出力の変化率を可変する可変手段を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記機関への入力は、点火時期、燃料噴射量又は吸入空気量であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の制御装置に関し、特に、機関出力を制御する装置に適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、内燃機関の点火時期を可変してトルクを制御する方法が知られている。例えば、特開平９−１８９２８１号公報には、筒内圧から図示平均有効圧を算出し、点火時期を可変することで図示平均有効圧を制御する方法が記載されている。
【０００３】
また、特開昭５９−１８２６６号公報、特開昭５９−１８２６７号公報、特開昭５９−１８２６８号公報には、システムを状態方程式で数式化し、オブザーバーを使ってフィードバック制御のゲインを調整する方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１８９２８１号公報
【特許文献２】
特開昭５９−１８２６６号公報
【特許文献３】
特開昭５９−１８２６７号公報
【特許文献４】
特開昭５９−１８２６８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９−１８９２８１号公報に記載された方法は、時系列的に算出された図示平均有効圧の差分に基づいて点火時期を進角側または遅角側へ変更しているが、点火時期の調整量を具体的に取得する手段が設けられていない。従って、点火時期の制御は試行錯誤的となり目標値への最適な制御を行うことは困難である。
【０００６】
また、特開昭５９−１８２６６号公報等に記載された方法では、システムを状態方程式で数式化した後は、数式が固定されてしまうため、システムの経時変化、に対応して制御内容を変更することはできない。従って、現在のシステムの状態に応じた柔軟な制御を行うことは困難である。
【０００７】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、経時変化などシステムの状態が変動した場合であっても内燃機関を最適に制御することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、機関への入力を取得する入力取得手段と、機関からの出力を取得する出力取得手段と、前記機関への入力及び前記機関からの出力と、以降の機関出力との相関関係を規定する規格化手段と、前記相関関係を任意の頻度で更新する更新手段と、前記機関への入力及び前記機関からの出力と前記相関関係とに基づいて、以降の機関出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記規格化手段は、前記機関への入力及び前記機関からの出力と、以降の機関出力との関係を定めた係数を取得する手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、前記更新手段は、前記機関への入力及び前記機関からの出力に基づいて、前記係数を任意の頻度で更新することを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記係数の値に基づいて異常判定を行う異常判定手段を更に備えたことを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は、第１〜第４の発明のいずれかにおいて、前記制御手段は、制御の過程における前記機関への入力又は前記機関からの出力の変化率を可変する可変手段を含むことを特徴とする。
【００１３】
第６の発明は、第１〜第５の発明のいずれかにおいて、前記機関への入力は、点火時期、燃料噴射量又は吸入空気量であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための図である。内燃機関１０には吸気通路１２および排気通路１４が連通している。吸気通路１２は、上流側の端部にエアフィルタ１６を備えている。エアフィルタ１６には、吸気温ＴＨＡ（すなわち外気温）を検出する吸気温センサ１８が組みつけられている。また、排気通路１４には排気浄化触媒３２が配置されている。
【００１６】
エアフィルタ１６の下流には、エアフロメータ２０が配置されている。エアフロメータ２０の下流には、スロットルバルブ２２が設けられている。スロットルバルブ２２の近傍には、スロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ２４と、スロットルバルブ２２が全閉となることでオンとなるアイドルスイッチ２６とが配置されている。
【００１７】
スロットルバルブ２２の下流には、サージタンク２８が設けられている。また、サージタンク２８の更に下流には、内燃機関１０の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁３０が配置されている。
【００１８】
内燃機関１０の各気筒は点火プラグ３１およびピストン３４を備えている。ピストン３４には、その往復運動によって回転駆動されるクランク軸３６が連結されている。車両駆動系と補機類（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トルクコンバータ、パワーステアリングのポンプ等）は、このクランク軸３６の回転トルクによって駆動される。クランク軸３６の近傍には、クランク軸３６のトルクＴｑ（ｔ）を検出するためのトルクセンサ３８が取り付けられている。また、エンジン１０のシリンダブロックには、冷却水温を検出する水温センサ４２が取り付けられている。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の制御装置はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４０を備えている。ＥＣＵ４０には、上述した各種センサ、燃料噴射弁３０および点火プラグ３１に加えて、車速ＳＰＤを検出する車速センサ４４などが接続されている。ＥＣＵ４０は、点火プラグ３１に対して点火時期Ｓｔ（ｔ）を指示する。
【００２０】
次に、本実施形態の制御装置における処理の具体的内容について説明する。図２は、本実施形態の制御装置におけるシステムの構成を示す模式図である。図２に示すように、本実施形態の制御装置は、入力を点火時期Ｓｔ（ｔ）とし、トルクＴｑ（ｔ）を出力する。この際、点火時期Ｓｔ（ｔ）から直接トルクＴｑ（ｔ）を出力しても良いし、図２に示すように、点火時期Ｓｔ（ｔ）を入力として図示平均有効圧Ｐ（ｔ）を算出し、図示平均有効圧Ｐ（ｔ）と比例関係にあるトルクＴｑ（ｔ）を比例係数ｋを用いて算出しても良い。
【００２１】
以下の（１）式は、図２のシステムを最小二乗法でモデル化（規格化）したものである。（１）式は、図２の比例定数ｋ＝１として比例係数ｋによる演算を省略したものであり、点火時期ＳｔとトルクＴｑの関係を直接的に示している。
【００２２】
【数１】
2004360530.tif 000003
【００２３】
（１）式は、現在の時刻ｔまでに求められたトルクＴｑ（ｔ）、Ｔｑ（ｔ−１）、Ｔｑ（ｔ−２）・・・、及び点火時期Ｓｔ（ｔ）、Ｓｔ（ｔ−１）、Ｓｔ（ｔ−２）・・・に基づいて、次の時刻（ｔ＋ｄ）でのトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を算出するものである。ここで、ｔの単位は、例えば［秒］とする。ｄはシステムの遅れであって簡易的にはｄ＝１とすることができる。また、ｆｋ、ｇｋ（ｋ＝０，１，２・・・）はそれぞれ所定の係数であり、各係数ｆｋ、ｇｋによって図２のシステムの特性が決定される。現在の時刻ｔまでのトルクＴｑ（ｔ）、Ｔｑ（ｔ−１）、Ｔｑ（ｔ−２）・・・はトルクセンサ３８によって検出される。また、現在の時刻ｔまでの点火時期Ｓｔ（ｔ）、Ｓｔ（ｔ−１）、Ｓｔ（ｔ−２）・・・は、ＥＣＵ４０から点火プラグ３１に指示された値である。現在の時刻ｔまでのトルクＴｑ（ｔ）、Ｔｑ（ｔ−１）、Ｔｑ（ｔ−２）・・・、点火時期Ｓｔ（ｔ）、Ｓｔ（ｔ−１）、Ｓｔ（ｔ−２）・・・、及び各係数ｆｋ、ｇｋ（ｋ＝０，１，２・・・）はＥＣＵ４０に記憶されている。
【００２４】
ここで、図２のシステムから出力される目標トルクをＴｑ＿ｔａｒｇｅｔとし、評価関数Ｅを以下の（２）式で表すこととする。評価関数Ｅは、時刻Ｔ＋ｄでのトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）をＴｑ＿ｔａｒｇｅｔへ収束させることを規定した関数である。
【００２５】
【数２】
2004360530.tif 000004
【００２６】
（２）式の右辺を０に限りなく近づけると、右辺の［  ］内が０に近づく。従って、｛Ｔｑ＿ｔａｒｇｅｔ−Ｔｑ（Ｔ＋ｄ）｝、｛Ｔｑ（ｔ）−Ｔｑ（Ｔ−１）｝、｛Ｓｔ（ｔ）−Ｓｔ（Ｔ−１）｝の各項がそれぞれ０に近づくことになる。すなわち、評価関数Ｅ→０とすることで、時刻Ｔ＋ｄでのトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔとする制御が可能となる。
【００２７】
また、（２）式の右辺において、係数γ１，γ２は、トルクＴｑと点火時期Ｓｔの応答性を決定する係数である。係数γ１，γ２を適宜に選択することで、トルクＴｑと点火時期Ｓｔの応答性を変更することができる。
【００２８】
例えば、評価関数Ｅ→０として時刻Ｔ＋ｄでのトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔに制御する際に、トルク変動を最小限に抑えた状態で制御を行う場合は、係数γ１の値をより大きな値に設定する。これにより、Ｔｑ（ｔ）−Ｔｑ（Ｔ−１）の変動が評価関数Ｅの変動へ与える影響が大きくなるため、Ｅ→０とする場合はＴｑ（ｔ）−Ｔｑ（Ｔ−１）の変動を抑えることができる。従って、例えば変速時などトルク変化率を最小とするスムーズな制御が要求される場合は、係数γ１の値を大きく設定することで、トルク変動を抑えた状態で目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔへの制御が可能となる。
【００２９】
反対に、急加速時など、トルク増量が要求され、トルク変動を許容した制御を行う場合は、係数γ１の値をより小さい値に設定すればよい。特に、トルク変動を考慮することなく単にトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔに制御したい場合はγ１＝０とする。
【００３０】
同様に、評価関数Ｅ→０として時刻Ｔ＋ｄでのトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔに制御する際に、点火時期の変動を最小限に抑えた状態で制御を行う場合は、係数γ２の値をより大きな値に設定する。これにより、Ｓｔ（ｔ）−Ｓｔ（Ｔ−１）の変動、すなわち点火時期の変動を最小限に抑えた制御を実現できる。反対に、点火時期の変動を許容した制御を行う場合は、係数γ２の値をより小さい値に設定すればよく、点火時期の変動を考慮することなく単にトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔに制御したい場合はγ２＝０とする。従って、係数γ１，γ２を最適な値に設定することで、運転状態に応じた最適な制御を実現できる。
【００３１】
このように、評価関数Ｅ→０とすることで、時刻Ｔ＋ｄでのトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔとする制御が可能となる。一方、図２のシステムにおけるトルクＴｑと点火時期Ｓｔとの間には（１）式の関係があり、（２）式の右辺＝０として、すなわち右辺の［  ］内を０として（１）式へ代入し、Ｓｔ（ｔ）について解くと以下の（３）式が得られる。（３）式は、時刻Ｔ＋ｄでのトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔへ適応制御するものであり、時刻ｔでの最適な点火時期Ｓｔ（ｔ）を算出する式である。
【００３２】
【数３】
2004360530.tif 000005
【００３３】
（３）式によれば、過去に求められたトルクＴｑ（ｔ），  Ｔｑ（Ｔ−１），  Ｔｑ（Ｔ−２）・・・、および点火時期Ｓｔ（ｔ），  Ｓｔ（Ｔ−１），  Ｓｔ（Ｔ−２）・・・に基づいて現在の時刻ｔにおける最適な点火時期Ｓｔ（ｔ）を算出することができる。そして、点火時期をＳｔ（ｔ）に設定することで、時刻Ｔ＋ｄでのトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔとする制御が可能となる。（３）式によれば、時刻Ｔ＋ｄにおいてトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を確実に目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔとすることができるため、ゲイン調整などの試行錯誤を行うことなく目標トルクへの制御が可能となる。この際、トルクまたは点火時期の変化率に要求がある場合は、上述したようにγ１，γ２の値を適宜選択することで、トルク、点火時期の応答性を最適に設定した上で点火時期Ｓｔ（ｔ）を算出することができる。従って、（３）式によれば、様々な制約条件を（２）式の評価関数Ｅに含ませることにより、最適な制御を実現することができる。
【００３４】
例えば、トルクＴｑを最大トルクＴｑｍａｘに制御する場合は、（３）式において目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔをＴｑｍａｘに設定する。これにより、（３）式から最大トルクＴｑｍａｘを出力するために最適な点火時期Ｓｔ（ｔ）を算出することができる。この場合において、トルクＴｑを最大トルクＴｑｍａｘへ制御する過程のトルク変動を許容して制御を行う場合は、係数γ１＝０とすれば良い。これにより、トルク変動を考慮することなく最適な点火時期Ｓｔ（ｔ）を即座に算出することができる。
【００３５】
（３）式から点火時期Ｓｔ（ｔ）を求める場合は、各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・を予め取得しておく必要がある。各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・を求める場合は、各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・を未知数とし、未知数の数に相当する数の（１）式を連立して解くことにより求めることができる。この際、（１）式に過去に取得されたトルクＴｑおよび点火時期Ｓｔを代入することにより、異なる時刻で得られた複数の（１）式を設定する。例えば、（１）式でｄ＝１，  ｔ＝ｔ−１とすると以下の（４）式が得られ、同様に（１）式でｄ＝１，  ｔ＝ｔ−２とすると以下の（５）式が得られる。（４）式において、Ｔｑ（ｔ），  Ｔｑ（ｔ−１），  Ｔｑ（Ｔ−２），  Ｔｑ（Ｔ−３）・・・，  Ｓｔ（ｔ−１），  Ｓｔ（Ｔ−２），  Ｓｔ（Ｔ−３）・・・はＥＣＵ４０で既に取得され、記憶されている。同様に（５）式においても各トルクＴｑ、点火時期Ｓｔの値はＥＣＵ４０に記憶されている。従って、（１）式のｔを異なる値に設定することで、必要な数の（１）式を連立方程式として設定することができ、その解を求めることで各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・の値を算出することができる。
【００３６】
【数４】
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【００３７】
各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・は、過去に取得された各トルクＴｑ、点火時期Ｓｔと、時刻ｔ＋ｄにおけるトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）との関係を定める係数であり、点火時期ＳｔからトルクＴｑを求める図２に示すシステムの状態を反映するものである。本実施形態の制御装置は、上述した方法により各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・を一定期間毎に算出し、常に最新の値に更新する。これにより、システムの最新の状態を取得することができ、システムの状態に応じて高精度にトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を制御することが可能となる。
【００３８】
そして、各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・を最新の値に更新することで、システムに経時変化が生じた場合であっても、その経時変化が各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・に反映されることとなる。従って、本実施形態の制御装置によれば、機関の摺動部分における摩擦係数、燃料の性状、点火プラグの劣化など、様々な要因に起因する経時変化が生じた場合であっても、最新の各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・を用いて演算を行うことにより、トルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を正確に算出することが可能となる。
【００３９】
また、各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・を更新していく過程で、各係数のいずれかに異常値が表れた場合には、システムに異常が生じたものと判定することも可能となる。例えば、各係数に対して異常判定のしきい値を設定しておくことで、更新した値がしきい値を超えた場合に異常が生じたものと判定できる。従って、本実施形態の制御装置によれば、各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・を更新しながらその値を監視することで、システムの異常判定を行うことが可能となる。
【００４０】
図１に示すように、本実施形態の制御装置はトルクセンサ３８を備えているため、図２に示す比例係数ｋを用いることなく、上述したように点火時期Ｓｔ（ｔ）とトルクＴｑ（ｔ）との関係を直接的に求めることができる。筒内に燃焼圧センサを設けている場合は、図２に示すように燃焼圧センサの検出値から図示平均有効圧Ｐ（ｔ）を求めた後、比例係数ｋを用いてトルクＴｑ（ｔ）を算出すれば良い。この場合において、比例係数ｋは例えばマップ等から取得する。
【００４１】
各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・は、最小二乗法によるトルクモデルから求めることもできる。以下、（６）式〜（１２）式に基づいて、最小二乗法によるトルクモデルから各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・を算出する方法を説明する。ここでは、図２に示すトルクモデルが（１）式を簡略化した以下の（６）式で表されるものとして、最小二乗法により各係数ｆ０，  ｆ１，  ｇ０，  ｇ１を推定する方法を説明する。（６）式において、遅れｄは２に設定している。
【００４２】
【数５】
2004360530.tif 000007
【００４３】
（６）式の各係数ｆ０，  ｆ１，  ｇ０，  ｇ１は、係数Ｓ０（ｔ−１），  Ｓ１（ｔ−１），  Ｓ２（ｔ−１），  Ｓ３（ｔ−１）を用いて以下の（７）式から推定することができる。
【００４４】
【数６】
2004360530.tif 000008
【００４５】
（７）式において、ΔＹ，ｋ０は、以下の（８）式、（９）式で示される。
【００４６】
【数７】
2004360530.tif 000009
【００４７】
また、（７）式中のＳ０（ｔ−１），  Ｓ１（ｔ−１），  Ｓ２（ｔ−１），  Ｓ３（ｔ−１）は、４×４対称行列Ａを以下の（１０）式とした場合に、（１１）式で示される。
【００４８】
【数８】
2004360530.tif 000010
【００４９】
ここで、行列Ａの更新は以下の（１２）式より行われる。（１２）式において、λは固定値である。
【００５０】
【数９】
2004360530.tif 000011
【００５１】
最小二乗法によるトルクモデルから各係数ｆ０，  ｆ１，  ｇ０，  ｇ１を算出した場合、連立方程式により各係数ｆ０，  ｆ１，  ｇ０，  ｇ１を算出する場合と比較して、計測データ（トルクＴｑ（ｔ），  Ｔｑ（Ｔ−１），  Ｔｑ（Ｔ−２）・・・、点火時期Ｓｔ（ｔ），  Ｓｔ（Ｔ−１），  Ｓｔ（Ｔ−２）・・・）の誤差が各係数ｆ０，  ｆ１，  ｇ０，  ｇ１の算出精度に与える影響が小さくなる。従って、（６）式〜（１２）式に基づいて、最小二乗法によるトルクモデルから各係数ｆ０，  ｆ１，  ｇ０，  ｇ１を算出することで、各係数ｆ０，  ｆ１，  ｇ０，  ｇ１の算出精度をより高めることができる。
【００５２】
以上説明したように実施の形態１によれば、各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・に基づいて最適な点火時期を算出することにより、出力が目標のトルクとなるように機関を制御することが可能となる。また、各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・を更新することにより、最新のシステムの状態に応じた制御を行うことができ、各係数ｆ０，  ｆ１，  ｆ２・・・，  ｇ０，  ｇ１，  ｇ２・・・の値に基づいて異常判定を行うことも可能となる。
【００５３】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１では点火時期Ｓｔをシステムの入力としてトルクＴｑを目標値へ制御したが、実施の形態２では点火時期Ｓｔ以外の要素も入力してトルクＴｑを目標値へ制御するものである。
【００５４】
図３は、実施の形態２にかかる内燃機関の制御装置のシステム構成を示す模式図である。図３に示すように、実施の形態３では点火時期Ｓｔ（ｔ）の他に燃料噴射量Ｆｉ（ｔ）を入力してトルクＴｑを制御する。
【００５５】
以下の（１３）式は、図３のシステムを最小二乗法で表したものであり、実施の形態１の（１）式に対応する。（１３）式においては、図３の比例定数ｋ＝１として比例係数ｋによる演算を省略したものであり、点火時期Ｓｔ及び燃料噴射量Ｆｉ（ｔ）と、トルクＴｑとの関係を直接的に示している。
【００５６】
【数１０】
2004360530.tif 000012
【００５７】
（１）式と同様に、（１３）式においてｄはシステムの遅れ、ｆｋ、ｇｋ、ｈｋ（ｋ＝０，１，２・・・）はそれぞれ係数を示している。現在の時刻ｔまでの燃料噴射量Ｆｉ（ｔ）、Ｆｉ（ｔ−１）、Ｆｉ（ｔ−２）は、ＥＣＵ４０から燃料噴射弁３０へ指示された値である。実施の形態１と同様に、現在の時刻ｔまでのトルクＴｑ（ｔ）、Ｔｑ（ｔ−１）、Ｔｑ（ｔ−２）、点火時期Ｓｔ（ｔ）、Ｓｔ（ｔ−１）、Ｓｔ（ｔ−２）、燃料噴射量Ｆｉ（ｔ）、Ｆｉ（ｔ−１）、Ｆｉ（ｔ−２）及び各係数ｆｋ、ｇｋ、ｈｋ（ｋ＝０，１，２・・・）はＥＣＵ４０に記憶されている。そして、図３のシステムから出力される目標トルクをＴｑ＿ｔａｒｇｅｔとすると、実施の形態２の評価関数Ｅは以下の（１４）式で表される。
【００５８】
【数１１】
2004360530.tif 000013
【００５９】
実施の形態１と同様に、時刻（ｔ）での最適な点火時期Ｓｔ（ｔ）、燃料噴射量Ｆｉ（ｔ）は、（１４）式の右辺＝０として（１３）式に代入し、Ｓｔ（ｔ）またはＦｉ（ｔ）について解くと以下の（１５）式、（１６）式が得られる。（１５）式は、時刻Ｔ＋ｄでのトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔに制御する場合に、時刻ｔでの最適な点火時期Ｓｔ（ｔ）を算出する式である。また、（１６）式は、時刻Ｔ＋ｄでのトルクＴｑ（Ｔ＋ｄ）を目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔに制御する場合に、時刻ｔでの最適な燃料噴射量Ｆｉ（ｔ）を算出する式である。
【００６０】
【数１２】
2004360530.tif 000014
【００６１】
実施の形態１と同様に、例えば最大トルクを求める場合はＴｑ＿ｔａｒｇｅｔ＝Ｔｑｍａｘとし、かつγ１＝０に設定する。そして、点火時期Ｓｔ（ｔ）の制御により最大トルクを実現する場合は、（１５）式から最適な点火時期Ｓｔ（ｔ）を求めることができる。また、燃料噴射量Ｆｉ（ｔ）の制御により最大トルクを実現する場合は（１６）式から最適な燃料噴射量Ｆｉ（ｔ）を求めることができる。また、実施の形態１と同様に、（１５）式、（１６）式のγ１、γ２、γ３を調整することで、トルクの変化率、点火時期の変化率、燃料噴射量の変化率の応答性、すなわち制御のスムーズさを可変することができる。
【００６２】
以上説明したように実施の形態２によれば、点火時期Ｓｔ（ｔ）、または燃料噴射量Ｆｉ（ｔ）を制御することにより、トルクＴｑ（ｔ）を目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔへ制御することが可能となる。従って、複数の入力に基づいてトルクＴｑ（ｔ）を制御することが可能となり、例えば点火時期Ｓｔ（ｔ）の最適化によって目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔを実現することに支障がある場合は、燃料噴射量Ｆｉ（ｔ）の最適化によって目標トルクＴｑ＿ｔａｒｇｅｔを実現することも可能となる。
【００６３】
なお、実施の形態２において、入力を更に増やしても良い。例えば、吸入空気量Ｇａ（ｔ）などを更に入力として追加しても、同様の制御を行うことができる。
【００６４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００６５】
第１の発明によれば、機関への入力及び機関からの出力と、以降の機関出力との相関関係を任意の頻度で更新するようにしたため、機関に経時変化が生じた場合であっても、以降の機関出力を正確に制御することが可能となる。
【００６６】
第２の発明によれば、機関への入力及び機関からの出力と、以降の機関出力との関係を定めた係数を取得するようにしたため、この係数を用いて以降の機関出力を確実に制御することが可能となる。
【００６７】
第３の発明によれば、機関への入力及び機関からの出力に基づいて、係数を任意の頻度で更新するようにしたため、機関に経時変化が生じた場合であっても、以降の機関出力を正確に制御することが可能となる。
【００６８】
第４の発明によれば、係数の値に基づいて異常判定を行うことが可能となり、機関出力の制御の信頼性を高めることが可能となる。
【００６９】
第５の発明によれば、機関出力を制御する際の入力または出力の変化率を可変することができるため、機関の運転状態に応じた最適な制御が可能となる。
【００７０】
第６の発明によれば、点火時期、燃料噴射量又は吸入空気量に基づいて機関出力を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１，２にかかる内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための図である。
【図２】実施の形態１にかかる制御装置におけるシステムの構成を示す模式図である。
【図３】実施の形態２にかかる制御装置におけるシステムの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
２０  エアフロメータ
３０  燃料噴射弁
３１  点火プラグ
３８  トルクセンサ
４０  ＥＣＵ
【図１】
2004360530.tif 000015
【図２】
2004360530.tif 000016
【図３】
2004360530.tif 000017