(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアクチュエータを協働させて筒内の空気量及びＥＧＲ率を調整する内燃機関の制御装置において、
内燃機関の目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
内燃機関の目標ＥＧＲ率を設定する目標ＥＧＲ率設定手段と、
ＥＧＲがトルクに与える影響を補正するための補正係数を前記目標ＥＧＲ率と現時点における空気量の実測値或いは推定値とに基づいて算出する補正係数算出手段と、
前記目標トルクを前記補正係数で補正して得られる値から目標空気量を算出する目標空気量算出手段と、
前記目標空気量と前記目標ＥＧＲ率とに基づいて、前記複数のアクチュエータのそれぞれの動作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】
前記補正係数算出手段は、空気量とＥＧＲの導入に伴うトルクの減少率との関係をＥＧＲ率毎に定めたマップを含み、前記目標ＥＧＲ率と現時点における空気量の実測値或いは推定値とを前記マップに照合して得られるトルク減少率から前記補正係数を決定する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】
前記複数のアクチュエータにはスロットルとＥＧＲバルブとが含まれ、
前記制御手段は、
前記目標空気量に基づいて前記スロットルの目標開度を設定する目標スロットル開度設定手段と、
前記目標ＥＧＲ率に基づいて前記ＥＧＲバルブの目標開度を設定する目標ＥＧＲバルブ開度設定手段と、
を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記複数のアクチュエータにはスロットルと、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構と、ＥＧＲバルブとが含まれ、
前記制御手段は、
前記目標空気量に基づいて前記スロットルの目標開度を設定する目標スロットル開度設定手段と、
内燃機関の運転状態に基づいて前記可変バルブタイミング機構による目標バルブタイミングを設定する目標バルブタイミング設定手段と、
前記目標バルブタイミングと前記目標ＥＧＲ率とに基づいて前記ＥＧＲバルブの目標開度を設定する目標ＥＧＲバルブ開度設定手段と、
を含むことを特徴とする請求項１又は２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し、詳しくは、複数のアクチュエータを協働させて筒内の空気量及びＥＧＲ率を調整する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の目標トルクを設定し、目標トルクの実現に向けて各アクチュエータの動作を制御するトルクデマンド制御が知られている。特開２００２−３５７１４７号公報には、そのようなトルクデマンド制御に関する技術であって、空気過剰率に対してトルクが非線形となる領域において目標空気過剰率と目標トルクとを両立させるための技術が記載されている。
【０００３】
特開２００２−３５７１４７号公報に記載のものは、空気過剰率に対するトルクの非線形性を補正するために、目標空気過剰率に基づいてトルク補正係数を算出し、そのトルク補正係数によって目標空気量の補正を行なうようにしている。さらに、ＥＧＲガスに含まれる新気を考慮に入れるために、目標ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ補正係数を算出し、そのＥＧＲ補正係数によって目標空気量の補正を行なうようにもしている。
【特許文献１】特開２００２−３５７１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特開２００２−３５７１４７号公報に記載のものは、目標トルクの実現性において改良の余地がある。内燃機関のトルクにはＥＧＲが影響するにも係らず、その点についての考慮が十分ではない。このため、ＥＧＲ率が変化しうる状況においては目標トルクを精度良く実現できない可能性があるからである。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ＥＧＲの影響をうけることなく高い確度で目標トルクを実現することが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】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、複数のアクチュエータを協働させて筒内の空気量及びＥＧＲ率を調整する内燃機関の制御装置において、
内燃機関の目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
内燃機関の目標ＥＧＲ率を設定する目標ＥＧＲ率設定手段と、
ＥＧＲがトルクに与える影響を補正するための補正係数を目標ＥＧＲ率と空気量とに基づいて算出し、前記補正係数によって目標トルクを補正する目標トルク補正手段と、
補正された目標トルクから目標空気量を算出する目標空気量算出手段と、
目標空気量と目標ＥＧＲ率とに基づいて、前記複数のアクチュエータのそれぞれの動作を制御する制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記目標トルク補正手段は、空気量とＥＧＲの導入に伴うトルクの減少率との関係をＥＧＲ率毎に定めたマップを含み、目標ＥＧＲ率と空気量とを前記マップに照合して得られるトルク減少率から前記補正係数を決定することを特徴としている。
【０００８】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記複数のアクチュエータにはスロットルとＥＧＲバルブとが含まれ、
前記制御手段は、
目標空気量に基づいて前記スロットルの目標開度を設定する目標スロットル開度設定手段と、
目標ＥＧＲ率に基づいて前記ＥＧＲバルブの目標開度を設定する目標ＥＧＲバルブ開度設定手段と、
を含むことを特徴としている。
【０００９】
第４の発明は、第１又は第２の発明において、
前記複数のアクチュエータにはスロットルと、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構と、ＥＧＲバルブとが含まれ、
前記制御手段は、
目標空気量に基づいて前記スロットルの目標開度を設定する目標スロットル開度設定手段と、
内燃機関の運転状態に基づいて前記可変バルブタイミング機構による目標バルブタイミングを設定する目標バルブタイミング設定手段と、
目標バルブタイミングと目標ＥＧＲ率とに基づいて前記ＥＧＲバルブの目標開度を設定する目標ＥＧＲバルブ開度設定手段と、
を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、目標ＥＧＲ率と空気量とに基づいて補正係数を決定し、その補正係数によって目標トルクを補正することで、ＥＧＲがトルクに与える影響を目標トルクに織り込んでおくことができる。ＥＧＲがトルクに与える影響を織り込まれた目標トルクから目標空気量を算出し、その目標空気量と目標ＥＧＲ率とに基づいて各アクチュエータの動作を制御することにより、ＥＧＲの影響をうけることなく高い確度で目標トルクを実現することができるようになる。
【００１１】
第２の発明によれば、空気量とＥＧＲの導入に伴うトルクの減少率との関係をＥＧＲ率毎に定め、それをマップにして用意しておくことで、制御装置の計算負荷を増大させることなく、精度の高いトルク制御を実現することができる。
【００１２】
第３の発明によれば、目標空気量はＥＧＲがトルクに与える影響を織り込まれた目標トルクから算出されているので、この目標空気量に基づいてスロットルの目標開度を設定し、同時に目標ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲバルブの目標開度を設定することで、高い精度で目標トルクを実現できるようになる。
【００１３】
なお、吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングは内部ＥＧＲガスの量を左右する。このため、可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関では、バルブタイミングの設定によって内部ＥＧＲがトルクに与える影響にも変化が生じることになる。第４の発明によれば、目標ＥＧＲ率だけでなく、可変バルブタイミング機構による目標バルブタイミングにも基づいてＥＧＲバルブの目標開度を設定することで、目標ＥＧＲ率を精度良く実現することができ、目標トルクの実現精度をより高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態１としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、少なくともスロットル、可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴ）及びＥＧＲバルブを備えた内燃機関に適用され、それらアクチュエータの動作を制御する制御装置として構成されている。ＶＶＴは、吸気バルブと排気バルブの双方に設けられているものとする。ＥＧＲバルブは、気筒をバイパスして吸気管と排気管とを接続するＥＧＲ管に設けられている。以下、図１を参照して本実施の形態の制御装置の構成について説明する。
【００１６】
本実施の形態の制御装置は複数の計算要素２，４，６，８，１０，１２，１４，１６を備えている。制御装置は、入力された情報に基づいて各計算要素２，４，６，８，１０，１２，１４，１６により所定の計算規則に従って計算を行い、各アクチュエータの動作指示値、すなわち、スロットル開度、バルブタイミング及びＥＧＲバルブ開度を算出する。そして、算出した動作指示値を各アクチュエータのドライバ（図示略）にセットし、ドライバを介して各アクチュエータの動作を制御する。以下、各計算要素２，４，６，８，１０，１２，１４，１６の機能と、計算要素間の信号処理の流れについて説明する。
【００１７】
制御装置には、制御系統の上位に設けられたパワートレインマネージャ（図示略）から内燃機関のトルクに関する要求が数値で入力される。要求トルクには、運転者が要求しているトルクの他にもＶＳＣ等の車両制御に必要なトルクも含まれている。目標トルク設定部２は、入力された要求トルクをベースにして内燃機関の目標トルクを設定している。目標トルクの設定では、要求トルクに制振トルクを加算する等の処理が行なわれている。設定された目標トルクは目標トルク補正部８に出力される。
【００１８】
また、本実施の形態の制御装置では、各アクチュエータの動作指示値を決定するための制御上の目標値として、前記の目標トルクとともに目標ＥＧＲ率を設定している。目標ＥＧＲ率の設定は目標ＥＧＲ率設定部４にて行なわれる。目標ＥＧＲ率設定部４は、内燃機関の運転状態を示す複数のパラメータ、例えば、機関回転数や負荷を軸とするマップを用いて目標ＥＧＲ率を設定している。設定された目標ＥＧＲ率は補正係数設定部６とＥＧＲバルブ開度計算部１６に出力される。
【００１９】
さて、「発明が解決しようとする課題」でも述べたように、ＥＧＲ率は内燃機関のトルクに影響する。目標トルク設定部２で設定された目標トルクは、後述する計算要素にて目標空気量に変換され、目標空気量はさらにスロットル開度に変換される。しかし、同じスロットル開度であってもＥＧＲ率が異なれば実際に気筒内に吸入される空気量（新気量）にも差が生じ、それがトルクの誤差として顕在化することになる。
【００２０】
このような課題に対し、本実施の形態の制御装置では、ＥＧＲがトルクに与える影響を目標トルクに織り込み、ＥＧＲのトルクへの影響が織り込まれた目標トルクから目標空気量を算出することとした。そして、その具体的な方法として、ＥＧＲがトルクに与える影響を補正するための補正係数を目標ＥＧＲ率と空気量とに基づいて算出し、その補正係数によって目標トルクを補正するという方法を採った。この方法を実現するための手段が、以下に説明する補正係数設定部６と目標トルク補正部８である。
【００２１】
補正係数設定部６は、前記の補正係数として、以下の式によって定義されるトルク比を算出する。以下の式１において、Ｔｒｑ(ＥＧＲ率，Ｇａ)はトルクを新気量ＧａとＥＧＲ率との関数であらわしたものである。図２は、Ｇａに対するトルクをＥＧＲ率毎に計測した結果をグラフで示したものであるが、このグラフからもわかるように、トルクはＥＧＲ率とＧａの関数として表現することができる。また、式１において、Ｔｒｑ(０，Ｇａ)はＥＧＲ率がゼロのときのトルクを意味している。
トルク比＝Ｔｒｑ(ＥＧＲ率，Ｇａ)／Ｔｒｑ(０，Ｇａ)  ・・・式１
【００２２】
補正係数設定部６は、トルク比の計算に使用するＧａとして、現時点における空気量（新気量）の実測値或いは推定値を取得する。ＥＧＲ率としては、目標ＥＧＲ率設定部４から入力された目標ＥＧＲ率を使用する。補正係数設定部６には、Ｇａと目標ＥＧＲ率とをパラメータとしてトルク比を決定するためのトルク比マップが記憶されている。トルク比マップの例を図３に示す。なお、トルクは機関回転速度の影響もうけるので、トルクをＥＧＲ率とＧａと機関回転速度の関数として表現し、トルク比マップには機関回転速度をパラメータとして追加してもよい。
【００２３】
目標トルク補正部８には、目標トルクと補正係数としてのトルク比とが入力される。目標トルク補正部８は目標トルクをトルク比で除算して補正し、その補正目標トルクを目標空気量計算部１０に出力する。図２に示すように、Ｇａが同一であればトルクはＥＧＲ率が大きいほど減少する。したがって、式１で定義されるトルク比は、目標ＥＧＲ率がゼロのときに最大値の１となり、ＥＧＲの導入のために目標ＥＧＲ率が設定されたときには１よりも小さい値となる。つまり、トルク比は、ＥＧＲの導入に伴うトルクの減少率を示している。トルク比が１の場合には、目標トルク設定部２で計算された目標トルクがそのまま目標空気量計算部１０に出力される。一方、トルク比が１よりも小さい値の場合には、トルク比による除算によって目標トルクは嵩上げされ、嵩上げされた目標トルクが目標空気量計算部１０に出力される。
【００２４】
目標空気量計算部１０は、トルク−空気量変換マップを用いて目標トルク（トルク比で補正された目標トルク）を空気量に変換する。トルク−空気量変換マップは、補正目標トルクを含む複数のパラメータを軸とする多次元マップであって、点火時期、機関回転数、Ａ／Ｆ等、トルクに影響する各種の運転条件をパラメータとして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値（現在値）が入力される。目標空気量計算部１０は、補正目標トルクから変換された空気量を内燃機関の目標空気量とし、それをスロットル開度計算部１２とバルブタイミング計算部１４とに出力する。
【００２５】
スロットル開度計算部１２は、吸気系エアモデルの逆モデルを用いて目標空気量をスロットル開度に変換する。すなわち、目標空気量を実現可能なスロットル開度を計算する。逆モデルでは、エアフローメータの出力値、吸入空気温度等、スロットル開度に影響する運転条件をパラメータして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値（現在値）が入力される。スロットル開度計算部１２では、目標空気量から変換されたスロットル開度をスロットルの目標開度とし、それをスロットルのドライバにセットする。スロットルのドライバは、この目標開度を実現するようにスロットルを制御する。
【００２６】
バルブタイミング計算部１４には、吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングの設定値を目標空気量と機関回転数とに関連付けて記憶したＶＴマップが用意されている。バルブタイミング計算部１４は、入力された目標空気量と機関回転数とに対応するバルブタイミングの設定値をＶＴマップから読み出し、それを各バルブの目標バルブタイミングとしてＶＶＴのドライバにセットする。ＶＶＴのドライバは、各バルブにて目標バルブタイミングが実現されるようにＶＶＴを制御する。また、設定された目標バルブタイミングは、ＥＧＲバルブ開度計算部１６にも出力される。
【００２７】
ＥＧＲバルブ開度計算部１６は、入力された目標バルブタイミングと目標ＥＧＲ率とからＥＧＲバルブの目標開度を計算する。以下、本実施の形態において採用しているＥＧＲバルブ開度の計算方法について、図４を用いて説明する
【００２８】
図４は、筒内ガス量に占める新気とＥＧＲガスの関係を、外部ＥＧＲ無しの場合と外部ＥＧＲ有りの場合とで比較して示す図である。図４の上部グラフには、外部ＥＧＲを導入していない状況での内部ＥＧＲガスと新気の関係を示している。新気と内部ＥＧＲガスの比率は、ＶＶＴによりバルブタイミングを変更することで変えることができる。つまり、新気と内部ＥＧＲガスとの比率はバルブタイミングと相関づけることができる。
【００２９】
図４の下部グラフには、ＶＶＴが上部グラフのように動作している状態で、さらにＥＧＲバルブを開いて外部ＥＧＲを導入した場合を示している。上部グラフにて新気が占めていた部分がさらに分割され、一部が外部ＥＧＲガスに置き換わっている。この新気と外部ＥＧＲガスとの比率はＥＧＲバルブの開度と相関づけることができる。
【００３０】
図４の下部グラフに示す状態では、筒内ガスのＥＧＲ率は以下の式２によって表すことができる。式２において、Ｇｔは筒内に入る全ガス量である。ａは筒内ガス全量に占める内部ＥＧＲガスの割合であり、ｂは内部ＥＧＲガスを除いた残りのガスに占める外部ＥＧＲガスの割合である。
ＥＧＲ率＝（Ｇｔ×ａ＋Ｇｔ×（１−ａ）×ｂ）／Ｇｔ  ・・・式２
【００３１】
先に述べたように、割合ａはバルブタイミングと相関があるため、関数ｆ(ＶＴ)であらわすことができる。なお、ＶＴはバルブタイミングである。また、割合ｂはＥＧＲバルブ開度と相関があるため、関数ｇ(ＥＧＲバルブ開度)であらわすことができる。これらの関数ｆ、ｇを用いて式２を書き換えたものが式３である。
ＥＧＲ率＝ｆ(ＶＴ)＋（１−ｆ(ＶＴ)）×ｇ(ＥＧＲバルブ開度)  ・・・式３
【００３２】
式３を変形して関数ｇ(ＥＧＲバルブ開度)を関数ｆ(ＶＴ)であらわしたものが、次の式４である。
ｇ(ＥＧＲバルブ開度)＝（ＥＧＲ率−ｆ(ＶＴ)）／（１−ｆ(ＶＴ)）  ・・・式４
【００３３】
上記の式４を逆関数ｇ-1によって変換することで、ＥＧＲバルブ開度を決定するための式５を得ることができる。
ＥＧＲバルブ開度＝ｇ-1(（ＥＧＲ率−ｆ(ＶＴ)）／（１−ｆ(ＶＴ)）)  ・・・式５
【００３４】
上記の式５におけるＶＴに目標バルブタイミングを代入し、ＥＧＲ率に目標ＥＧＲ率を代入することで、目標ＥＧＲ率を実現することができるＥＧＲバルブ開度を算出することができる。ＥＧＲバルブ開度計算部１６は、算出したＥＧＲバルブ開度をＥＧＲバルブの目標開度とし、それをＥＧＲバルブのドライバにセットする。ＥＧＲバルブのドライバは、この目標開度を実現するようにＥＧＲバルブを制御する。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態の制御装置によれば、目標ＥＧＲ率から計算された補正係数（トルク比）によって目標トルクが補正されることで、目標トルクはＥＧＲの導入に伴うトルクの減少分だけ嵩上げされる。この嵩上げされた目標トルクから目標空気量を計算し、その目標空気量と目標ＥＧＲ率とに基づいて各アクチュエータの動作を制御することで、ＥＧＲの導入下においても高い確度で目標トルクを実現することができる。しかも、ＥＧＲバルブに関しては、目標ＥＧＲ率だけでなく、ＶＶＴによる目標バルブタイミングをも考慮に入れて目標開度を設定しているので、ＶＶＴが動作している状況下でも目標ＥＧＲ率を精度良く実現することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、目標トルク設定部２が第１の発明の「目標トルク設定手段」に相当し、目標ＥＧＲ率設定部４が第１の発明の「目標ＥＧＲ率設定手段」に相当している。また、補正係数設定部６と目標トルク補正部８とにより第１の発明の「目標トルク補正手段」が構成され、目標空気量計算部１０は第１の発明の「目標空気量算出手段」に相当している。そして、スロットル開度計算部１２、バルブタイミング計算部１４及びＥＧＲバルブ開度計算部１６によって第１の発明の「制御手段」が構成されている。
【００３７】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について図を参照して説明する。
【００３８】
図５は、本発明の実施の形態２としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、実施の形態１にかかる制御構造を基本としつつ、点火装置と燃料噴射装置とを制御対象に含めた制御構造を採っている。つまり、図５に示す制御構造では、スロットル、ＶＶＴ、ＥＧＲバルブ、点火装置及び燃料噴射装置が制御対象アクチュエータとされ、これら複数のアクチュエータが１つの制御構造にて協調制御されるようになっている。以下、図５を参照して本実施の形態の制御装置の構成について説明する。ただし、実施の形態１と共通する構成についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態１とは異なる構成について重点的に説明するものとする。
【００３９】
本実施の形態の制御装置では、各アクチュエータの動作指示値を決定するための制御上の目標値として、目標トルクと目標ＥＧＲ率に加えて目標効率と目標Ａ／Ｆを設定している。目標効率は目標効率設定部２０にて設定され、目標Ａ／Ｆは目標Ａ／Ｆ設定部２８にて設定される。
【００４０】
目標効率設定部２０には、制御系統の上位に設けられたパワートレインマネージャ（図示略）から内燃機関の効率に関する種々の要求が数値で入力される。ここでいう効率は、点火時期がＭＢＴのときを基準にして設定される無次元パラメータであり、通常値は１である。触媒暖機のために熱エネルギを排気ガスの昇温に利用したい場合や、点火時期の進角によってトルクアップを図りたい場合には、通常値の１よりも小さい値の効率が要求される。目標効率設定部２０は、入力されている要求効率が１種類であれば、それを目標効率として設定する。一方、複数の要求効率が同時に入力されている場合には、それらを最小値選択等によって調停したものを目標効率として設定する。設定された目標効率は後述する目標トルク補正部２２に出力される。
【００４１】
目標Ａ／Ｆ設定部２８には、パワートレインマネージャからＡ／Ｆ（空燃比）に関する種々の要求が数値で入力される。例えば、触媒暖機のために触媒で反応が起きやすい雰囲気を実現するためのＡ／Ｆや、ポンプロスを低減させるためにリーンバーン運転を実現するためのＡ／Ｆが具体的な数値で入力される。目標Ａ／Ｆ設定部２８は、入力されている要求Ａ／Ｆが１種類であれば、それを目標Ａ／Ｆとして設定する。一方、複数の要求Ａ／Ｆが同時に入力されている場合には、それらを調停したものを目標Ａ／Ｆとして算出する。設定された目標Ａ／Ｆは後述する点火時期計算部３０と燃料噴射量計算部３２とに出力される。
【００４２】
図５に示す制御構造では、目標トルク補正部８と目標空気量計算部１０との間に目標トルク補正部２２が配置されている。目標トルク補正部８にて補正された目標トルクは、目標効率設定部２０で設定された目標効率とともに目標トルク補正部２２に入力される。目標トルク補正部２２は目標トルクを目標効率で除算してさらに補正し、その補正目標トルクを目標空気量計算部１０に出力する。目標効率が通常値である１の場合には、目標トルク補正部８で補正された目標トルクがそのまま目標空気量計算部１０に出力される。一方、目標効率が１よりも小さい値の場合には、目標効率による除算によって目標トルクはさらに嵩上げされ、さらに嵩上げされた目標トルクが目標空気量計算部１０に出力される。
【００４３】
また、図５に示す制御構造では、目標トルク設定部２で設定された目標トルクは目標トルク補正部８に出力されると同時に、後述するトルク効率計算部２６にも出力される。トルク効率計算部２６には、目標トルクと推定トルク計算部２４で計算された推定トルクとが入力されている。
【００４４】
推定トルク計算部２４は、運転状態情報から内燃機関のトルクを推定計算する。より詳しくは、まず、現在の空気量条件における見込み空気量を吸気系のエアモデルを用いて計算する。空気量条件には、スロットル開度センサの出力値、エアフローメータの出力値、バルブタイミング、吸入空気温度等が含まれている。次に、エアモデルで計算した見込み空気量をトルクマップに照合し、トルクマップを用いて見込み空気量をトルクに変換する。トルクマップは、見込み空気量を含む複数のパラメータを軸とする多次元マップであって、点火時期、機関回転数、Ａ／Ｆ、バルブタイミング等、トルクに影響する各種の運転条件をパラメータとして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値（現在値）が入力される。ただし、点火時期はＭＢＴとされている。推定トルク計算部２４は、見込み空気量から変換されたトルクを内燃機関の推定トルクとし、それをトルク効率計算部２６に出力する。
【００４５】
トルク効率計算部２６は、入力された目標トルクと推定トルクとの比を計算し、その計算結果をトルク効率として算出する。空気量が変化している過渡状態では、空気量に応じて推定トルクが変化することで、トルク効率もそれに応じて変化する。しかし、空気量が一定となった定常状態では、推定トルクは目標トルク（目標トルク補正部８で補正された目標トルク）に一致する結果、トルク効率は前述の目標効率に一致するようになる。トルク効率計算部２６は、算出したトルク効率を点火時期計算部３０に出力する。
【００４６】
点火時期計算部３０は、まず、入力されたトルク効率からＭＢＴに対する遅角量を計算する。遅角量の計算には、点火時期マップが用いられる。点火時期マップは、トルク効率を含む複数のパラメータを軸とする多次元マップであって、Ａ／Ｆや機関回転数等、点火時期の決定に影響する各種の運転条件をパラメータとして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値（現在値）が入力される。ただし、空燃比には目標Ａ／Ｆ設定部２８で設定された目標Ａ／Ｆが用いられる。点火時期マップでは、トルク効率が小さいほど遅角量は大きい値に設定されている。点火時期計算部３０は、トルク効率から決定された遅角量と、内燃機関の運転状態から決まる基本点火時期とから目標点火時期を計算し、それを点火装置のドライバにセットする。点火装置のドライバは、目標点火時期に従って点火装置を制御する。
【００４７】
燃料噴射量計算部３２は、目標Ａ／Ｆと空気量とから燃料噴射量を計算し、それを目標燃料噴射量として燃料噴射装置のドライバにセットする。燃料噴射装置のドライバは、目標燃料噴射量に従って燃料噴射装置を制御する。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態の制御装置によれば、スロットル、ＶＶＴ、ＥＧＲバルブ、点火装置及び燃料噴射装置を１つの制御構造にて協調制御しつつ、目標トルクと目標ＥＧＲ率とを精度良く実現することができる。
【００４９】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば次のように変形して実施してもよい。
【００５０】
上記の実施の形態は、ＶＶＴを備えている内燃機関に本発明を適用した例であるが、本発明はＶＶＴを有しないバルブタイミングが固定された内燃機関にも適用可能である。また、吸気バルブの最大リフト量を変更する可変バルブリフト機構を備えた内燃機関の場合には、スロットルの開度の代わりに吸気バルブの最大リフト量にて空気量を調整することもできる。或いは、スロットルの開度と吸気バルブの最大リフト量とを協調制御することによって空気量を調整するようにしてもよい。さらに、本発明はＥＧＲバルブを有しない内燃機関にも適用可能である。ＶＶＴを有していれば内部ＥＧＲによってＥＧＲ率を調整することができるので、目標空気量と目標ＥＧＲ率とに基づいてバルブタイミングを変更すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＥＧＲ率がトルクと空気量との関係に与える影響をグラフで示した図である。
【図３】トルク比を決定するためのマップの例を示す図である。
【図４】筒内ガス量に占める新気とＥＧＲガスの関係を外部ＥＧＲ無しと外部ＥＧＲ有りの場合とで比較して示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
２  目標トルク設定部
４  目標ＥＧＲ率設定部
６  補正係数設定部
８  目標トルク補正部
１０  目標空気量計算部
１２  スロットル開度計算部
１４  バルブタイミング計算部
１６  ＥＧＲバルブ開度計算部
２０  目標効率設定部
２２  目標トルク補正部
２４  推定トルク計算部
２６  トルク効率計算部
２８  目標Ａ／Ｆ設定部
３０  点火時期計算部
３２  燃料噴射量計算部
【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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