(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機の変速時にエンジンの出力トルクを低下させ、変速ショックを低減させるエンジンの制御装置において、
アクセルペダルの踏込量とエンジン回転数とに基づいてエンジンに要求される出力トルクを目標トルクとして算出する目標トルク算出部と、
前記目標トルクに対して吸気遅れや制御遅れにより実際に前記エンジンから出力されると予測される出力トルクを予測トルクとして算出する予測トルク算出部を備え、
前記出力トルクを低下させるトルク制御信号を入力したときに、前記予測トルクに基づいて点火時期又は燃料噴射の少なくとも一方を制御して前記出力トルクを低減させることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記目標トルク又は前記予測トルクのいずれか一方に基づき点火時期リタード補正量を算出する点火時期リタード補正量算出手段を備え、
トルク制御信号を入力したときは、前記点火時期リタード補正量により前記点火時期を補正することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記点火時期リタード補正量算出手段は、前記目標トルク又は前記予測トルクのいずれか一方に基づき最終的なリタード補正量である全体リタード補正量と、前記全体リタード補正量まで点火時期を所定点火回数毎に補正する単位リタード補正量とを算出することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記目標トルク又は前記予測トルクのいずれか一方に基づき点火時期復帰用補正量を算出する点火時期復帰用補正量算出手段を備え、
前記点火時期リタード補正量算出手段により補正された点火時期を所定点火回数毎に前記点火時期復帰用補正量だけ補正することを特徴とする請求項２又は３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
１つの気筒のインジェクタからの燃料噴射を中止させる１気筒燃料カット信号と、複数の気筒のインジェクタへの噴射を中止させる複数気筒燃料カット信号とを出力可能で、前記トルク制御信号を入力したときに前記１気筒燃料カット信号を出力し、前記１気筒燃料カット信号出力後の経過時間が複数気筒燃料カット判断基準時間を経過したときに前記複数気筒燃料カット信号を出力する燃料カット制御手段を備え、
前記複数気筒燃料カット判断基準時間を前記目標トルク又は前記予測トルクのいずれか一方に基づき設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記燃料カット制御手段は、燃料カット制御中において、前記１気筒燃料カットを中止させる１気筒燃料カット解除信号と、複数の気筒の燃料カットを中止させる複数気筒燃料カット解除信号とを出力可能で、前記トルク制御信号による出力トルク低減を解除させるトルク復帰信号を入力したときに前記１気筒燃料カット解除信号を出力し、前記１気筒燃料カット解除信号出力後の経過時間が複数気筒燃料カット解除判断基準時間を経過したときに前記複数気筒燃料カット解除信号を出力する機能を備え、
前記複数気筒燃料カット解除判断基準時間を前記目標トルク又は前記予測トルクのいずれか一方に基づき設定することを特徴とする請求項５に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機を備えた車両用エンジンの制御装置に関し、特に変速機の変速時におけるエンジンの制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、変速機として自動変速機を備えたエンジンの制御として、自動変速機が減速比を変更する変速時（以下、単に変速時という）に、エンジンの出力トルクを一時的に低減させて変速に起因して生ずるトルクショックを緩和するトルク低減制御がある。
【０００３】
このトルク低減制御における出力トルクの低減方法として、変速時における点火時期を通常の点火時期よりもリタードさせる方法や、複数の気筒への燃料供給のうち少なくとも１の気筒に対する燃料供給を停止する燃料カットを行う方法がある。
【０００４】
そして、トルク低減制御を行うタイミングの判断や、点火時期のリタード量や燃料カットを行う気筒数等の制御値の演算は、変速時の運転状態に応じて行われ、従来より、この変速時の運転状態を示すパラメータとして、スロットル開度が用いられていた。
【０００５】
すなわち、エンジンに対して変速時に出力トルクを一時的に低減するように指示する信号は、自動変速機の変速制御装置からエンジンの制御装置に出力されるが、変速制御装置が指示信号を出力する判断はエンジンの制御装置から入力されるスロットル開度に基づいて行われていた。
【０００６】
また、点火時期のリタードによるトルク低減方法であればリタード量並びに復帰時の進角量、燃料カットによるトルク低減方法であれば燃料カット気筒数及び燃料カット継続時間は、予め設定されているスロットル開度を格子とするテーブル値を参照すること等により求められていた。
【０００７】
このようにスロットル開度をパラメータとする理由は、通常の略理論空燃比によるエンジン運転（以下、「通常運転」という）の状態では、吸入空気量とエンジンの出力トルクとが相関関係にあるためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、燃費低減を目的としてリーンバーン運転を併用可能なエンジンが種々開発され、一般車両にも用いられているが、この場合、リーンバーン運転中は、エンジンの出力トルクは燃料噴射量に依存し、吸入空気量と出力トルクとの相関関係が取れない。これは、リーン状態では、理論空燃比よりも空気が過剰にあるため、混合気中の燃料は１００％燃焼に寄与するためである。
【０００９】
また、リーンバーン運転と通常運転の場合との間では空燃比の相違により同じエンジン出力であってもスロットル開度が相互に大きく異なるため、単純にスロットル開度自体をパラメータとして用いることができない。したがって、スロットル開度を補正しこれを用いた演算を行うために、リーンバーン運転を行っていることを示すリーンバーン制御信号を新たに設け、また、リーンバーン制御信号を入力した場合の演算手段をも設けなければならなかった。
【００１０】
このように、リーンバーン運転中の変速時にトルク低減制御を行うためには、別途に新たな演算処理手段や複数のデータマップ、制御信号等を必要とし、セッティングが複雑になり、制御に対する応答性が悪化する等の問題があった。
【００１１】
また、自動変速機の変速制御装置は、変速制御を行うためにエンジン出力の状態をエンジン負荷信号として入力し、エンジン回転数とスロットル開度に基づいて推定演算したエンジン付加量に対して、エンジン負荷信号を加味してエンジン出力状態を演算し、これに基づいた変速制御を行っているが、リーンバーン運転中は吸入空気量とエンジンの出力トルクとの間に相関関係が取れないので、最適な変速制御を行うことが困難であった。
【００１２】
本発明は、上述した不具合を解決すべくなされたものであり、その目的はエンジンの燃焼形態に影響されることなく、変速時に出力トルクを適切に低減して変速に伴うトルクショックを低減することができるエンジンの制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記不具合を解決する請求項１に記載の発明は、変速機の変速時にエンジンの出力トルクを低下させ、変速ショックを低減させるエンジンの制御装置において、アクセルペダルの踏込量とエンジン回転数とに基づいてエンジンに要求される出力トルクを目標トルクとして算出する目標トルク算出部と、目標トルクに対して吸気遅れや制御遅れにより実際にエンジンから出力されると予測される出力トルクを予測トルクとして算出する予測トルク算出部を備え、出力トルクを低下させるトルク制御信号を入力したときに、予測トルクに基づいて点火時期又は燃料噴射の少なくとも一方を制御して出力トルクを低減させることを特徴とする。
【００１６】
これによれば、予測トルク算出部は目標トルクから予測トルクを算出し、予測トルクに基づいて点火時期又は燃料噴射の少なくとも一方を制御するため、エンジンの制御状態に応じてトルク低減制御を行うことができる。特に、吸入空気量とエンジン出力との相関関係がとれない燃焼形態や、複数の異なる燃焼形態を実現可能なエンジンにおいても、変速時に出力トルクを適切に低下させることができ、エンジンの制御によって変速ショックを低減することができる。
【００１７】
ここで、予測トルクとは、目標トルクに対して過渡運転時にスロットルバルブなどの制御指令時から遅れて実現される出力トルクを、吸入空気量の変化やスロットルバルブの制御量に基づいて予測したものである。これにより、実際に実現される出力トルクを予測した値を用いてトルク低減制御を行うため、変速時の出力トルクをより適切に低減させることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記目標トルク又は前記予測トルクのいずれか一方に基づき点火時期リタード補正量を算出する点火時期リタード補正量算出手段を備え、トルク制御信号を入力したときは、点火時期リタード補正量により点火時期を補正することを特徴とする。
【００１９】
これによれば、点火時期リタード補正量算出手段は目標トルク又は予測トルクに応じて点火時期の補正量である点火時期リタード補正量を算出する。ここで、点火時期リタード補正量は、点火時期設定部により目標トルク又は予測トルクのいずれか一方とエンジン回転数とから求められる最適な点火時期（ＭＢＴ）を、出力トルクを低減させるために補正する補正量である。点火時期設定部は、点火時期リタード補正量に基づいて通常の点火時期を補正した点火時期を設定し、これに基づいて点火制御が行われる。
【００２０】
このように、点火時期リタード補正量を目標トルク又は予測トルクに基づいて算出することにより、実際に意図するトルク低減量だけ出力トルクを低減することができる適切な遅角点火時期を得ることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、前記点火時期リタード補正量算出手段は、目標トルク又は予測トルクのいずれか一方に基づき最終的なリタード補正量である全体リタード補正量と、全体リタード補正量まで点火時期を所定点火回数毎に補正する単位リタード補正量とを算出することを特徴とする。
【００２２】
これによれば、目標トルク又は予測トルクに基づいて設定した点火時期リタード補正量まで、目標トルク又は予測トルクに基づいて設定した単位リタード補正量だけ所定点火回数毎に点火時期を補正するため、エンジンの制御状態に応じたトルク低減制御が実現し、良好な運転フィーリングが得られる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、前記目標トルク又は前記予測トルクのいずれか一方に基づき点火時期復帰用補正量を算出する点火時期復帰用補正量算出手段を備え、点火時期リタード補正量算出手段により補正された点火時期を所定点火回数毎に点火時期復帰用補正量だけ補正することを特徴とする。
【００２４】
これによれば、目標トルク又は予測トルクに基づいて設定した点火時期復帰用補正量だけ所定点火回数毎に点火時期を補正するため、エンジンの制御状態に応じたトルク低減制御が実現し、良好な運転フィーリングが得られる。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、１つの気筒のインジェクタからの燃料噴射を中止させる１気筒燃料カット信号と、複数の気筒のインジェクタへの噴射を中止させる複数気筒燃料カット信号とを出力可能で、トルク制御信号を入力したときに１気筒燃料カット信号を出力し、１気筒燃料カット信号出力後の経過時間が複数気筒燃料カット判断基準時間を経過したときに複数気筒燃料カット信号を出力する燃料カット制御手段を備え、複数気筒燃料カット判断基準時間を目標トルク又は予測トルクのいずれか一方に基づき設定することを特徴とする。
【００２６】
これによれば、燃料カット制御手段は、トルクダウン信号を入力したときに、１つの気筒からの燃料噴射を中止させると共に、１気筒燃料カットの開始から複数気筒燃料カット判断基準時間が経過した後に、複数気筒の燃料噴射を中止させる。そして、燃料カット制御手段は、複数気筒燃料カット判断基準時間を目標トルク又は予測トルクに基づいて算出する。
【００２７】
このように、目標トルク又は予測トルクに基づいて算出した燃料カット基準時間を用いて、燃料カットを行う気筒数の判断が行われるため、出力トルクを実際に意図するトルク低減量だけ適切なタイミングでかつ容易に低減することができる。また、燃料カットは、点火時期制御よりも排気ガス温度を上昇させることなく出力トルクを大幅に低下させることができるため、触媒の熱害を防止してより大きなトルク低減効果を迅速に得ることができ、確実にトルク低減を図ることができる。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、燃料カット制御手段は、燃料カット制御中において、１気筒燃料カットを中止させる１気筒燃料カット解除信号と、複数の気筒の燃料カットを中止させる複数気筒燃料カット解除信号とを出力可能で、トルク制御信号による出力トルク低減を解除させるトルク復帰信号を入力したときに１気筒燃料カット解除信号を出力し、１気筒燃料カット解除信号出力後の経過時間が複数気筒燃料カット解除判断基準時間を経過したときに前記複数気筒燃料カット解除信号を出力する機能を備え、複数気筒燃料カット解除判断基準時間を目標トルク又は予測トルクのいずれか一方に基づき設定することを特徴とする。
【００２９】
これによれば、燃料カット制御手段は、目標トルク又は予測トルクに基づいて燃料カット解除時間を算出し、燃料カット解除基準時間を用いて燃料カットを解除するか否かの判断を行う。したがって、燃料カットによる出力トルクの低減を適切なタイミングで増大することができ、また、変速時に低下させた出力トルクをより適切なタイミングで復帰させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。図１〜図１０は、本発明の第１の実施の形態を説明するためのものであり、図１は、本実施の形態におけるシステム概念図、図２はエンジン制御系の全体ブロック図、図３は燃料・吸気・ＥＧＲ制御部のブロック図、図４は吸気系モデルの説明図、図５は初期化ルーチンのフローチャート、図６は定期処理ルーチンのフローチャート、図７は燃料・吸気・ＥＧＲ制御処理ルーチンのフローチャート、図８及び図９は、トルク低減制御処理ルーチンのフローチャート、図１０はクランク角割り込みルーチンのフローチャートである。
【００３５】
図１に示したように、本実施の形態におけるエンジンシステムは、リーンバーン運転可能な車両用多気筒型のエンジン１及びオートマチックトランスミッション１５を備え、エンジン１は、その運転制御全体を行うエンジンコントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２０と接続され、オートマチックトランスミッション１５は種々の条件に応じて自動的にその減速比を変更する制御を行う変速コントロールユニット１６と接続されている。
【００３６】
ＥＣＵ２０と変速コントロールユニット１６は電気的に接続されており、互いに制御信号の入出力が行われる。これにより、変速時には変速コントロールユニット１６からＥＣＵ２０に制御信号が出力され、ＥＣＵ２０は変速時に生ずる変速ショックを低減すべくエンジン出力制御を行う。
【００３７】
図２は、エンジン１の燃料噴射制御、吸気制御、ＥＧＲ制御、点火時期制御を総合的に行うエンジン制御系を示し、ＥＣＵ２０にエンジン運転状態を検出するための各種センサ類が接続されるとともに、エンジン制御のための各種アクチュエータ類が接続されている。
【００３８】
ＥＣＵ２０に接続されるセンサ類として、クランク角センサ２、気筒判別センサ３、アクセル開度センサ４、吸入管圧力センサ５、吸入管温度センサ６、空燃比センサ７、吸入空気量センサ８等がある。クランク角センサ２は、エンジンのクランク軸の回転を検出して所定のクランク角毎にパルス信号を出力し、気筒判別センサ３は、クランク角センサ２から出力されるパルス信号間で発生する気筒判別のためのパルス信号を出力する。
【００３９】
アクセル開度センサ４は、アクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出しこれに応じた電圧信号を出力し、吸入管圧力センサ５は、エンジンの吸気管内の圧力を検出しこれに応じた電圧信号を出力し、吸入管温度センサ６は、吸気管内を通過する気体の温度を検出しこれに応じた電圧信号を出力する。
【００４０】
空燃比センサ７は、エンジンの排気通路途中（図示せず）に設けられ燃焼室内の空燃比を検出し、吸入空気量センサ８は、吸気通路に設けられたスロットルバルブを通過するスロットル通過空気流量を計測する。
【００４１】
また、ＥＣＵ２０に接続されるアクチュエータ類として、各気筒毎に設けられ駆動パルス信号により燃料を噴射するインジェクタ１０、気筒毎の点火プラグ１２と接続された点火コイル１１等があり、更に、スロットルバルブのスロットル開度を可変するためのスロットルアクチュエータ１３、及び、ＥＧＲ量を可変するためのＥＧＲバルブ１４が接続されている。
【００４２】
そして、ＥＣＵ２０は、変速コントロールユニット１６から出力される制御信号を入力可能に変速コントロールユニット１６と接続されている。ＥＣＵ２０は、各センサ類からの信号を処理してエンジン運転状態を表す各種パラメータを算出する機能を有している。
【００４３】
気筒判別部２１は、クランク角センサ２からの出力パルス信号（クランクパルス）と気筒判別センサ３からの出力パルス信号（気筒判別パルス）との入力パターンによって気筒判別を行い、気筒判別した特定気筒の所定クランク角度位置を基準クランク位置として、順次入力されるクランクパルスに対応するクランク角度位置をクランク角度判定部２２で判定する。
【００４４】
クランク角度パルス発生間隔時間算出部２３は、クランクパルスの入力間隔時間を計時して所定クランク角度間の経過時間を算出し、エンジン回転数算出部２４で１８０゜ＣＡの経過時間からエンジン回転数Ｎｅを算出する。
【００４５】
アクセル開度算出部２５は、アクセル開度センサ４の出力電圧値に基づいてアクセル開度（アクセル踏込量）Ｓを算出し、マニホールド全圧算出部２６は、吸気管圧力センサ５の出力電圧に基づいて吸気管圧力（以下、「マニホールド全圧」という）Ｐｍを算出する。
【００４６】
更に、吸気管内ガス温度算出部２７は、吸気管温度センサ６の出力電圧に基づいて吸気管内ガス温度Ｔｍを算出し、空燃比算出部２８は空燃比センサ７の出力電圧に基づいて空燃比λを算出し、スロットル通過空気流量算出部２９は吸入空気量センサ８からの出力に基づいてスロットル通過空気流量計測値Ｑａｖｅを算出する。
【００４７】
また、ＥＣＵ２０は、算出されたパラメータを用いてエンジン制御を行うための各種演算を行う燃料・吸気・ＥＧＲ制御部３０と、制御量出力にかかわる機能として、噴射パルス時間算出部４０、噴射時期設定部４１、噴射パルス発生部４２、点火時期設定部５０、点火信号発生部５１を有している。そして、変速時にエンジンの出力トルクを一時的に低下させる機能として、トルクダウン信号入力手段９と、アップシフト時点火時期リタード量演算手段５２と、アップシフト時点火時期復帰補正量演算手段５３、ダウンシフト時点火時期リタード量演算手段５４と、ダウンシフト時点火時期復帰補正量演算手段５５を有している。
【００４８】
燃料・吸気・ＥＧＲ制御部３０は、図３に示したように、目標トルク設定手段３１、初期設定値算出手段３２、制御目標値算出手段３３、推定値算出手段３４、フィードバック制御量算出手段３５、予測値算出手段３６、吸気系係数算出手段３７、制御系係数算出手段３８、基本燃料噴射量算出手段６０、ＥＴＣ指示手段６１、ＥＧＲ指示手段６２により構成されている。
【００４９】
尚、燃料・吸気・ＥＧＲ制御部３０については本出願人が出願した特願平９−２４７３１６号にその詳細が開示されている。
【００５０】
目標トルク設定手段３１は、エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｓとに基づいて目標トルクＴｅｉを設定する。目標トルクＴｅｉとは、運転者がエンジンに要求する出力トルクとして捉えることができる。初期設定値算出手段３２は、目標トルクとエンジン回転数とを用いて予め各々設定されているデータマップを参照することにより、燃料噴射量、ＥＧＲ量、シリンダ内当量比の各初期設定値である基本燃料噴射量初期設定値Ｇｆｉ、基本ＥＧＲ量初期設定値（ＥＧＲ率）ＥＧＲｉ、シリンダ内当量比初期設定値ＦＡＩｉをそれぞれ算出する。ここで、算出される各初期設定値は、エンジンが目標トルクＴｅｉを出力する際に要求される値である。
【００５１】
制御目標値算出手段３３は、初期設定値算出手段３２にて算出された基本燃料噴射量初期設定値Ｇｆｉと基本ＥＧＲ量初期設定値ＥＧＲｉとに基づいて、目標トルクＴｅｉ達成時における吸気管内の圧力応答目標値を空気有効成分とＥＧＲガス有効成分とに分圧して算出し、それぞれ制御目標値として設定する。ここで設定される空気有効成分分圧制御目標値ＰｍｏｓｉとＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値Ｐｍｅｅｓｉは、エンジンが目標トルクＴｅｉを実現する際に要求される吸気管内の空気有効成分分圧とＥＧＲガス有効成分分圧である。
【００５２】
推定値算出部３４は、吸入空気量センサのセンサ値に基づいて吸気管内の圧力応答値である空気有効成分分圧とＥＧＲガス有効成分分圧を算出し、それぞれ空気有効成分分圧推定値ＰｍｏとＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍｅｅとして設定する。
【００５３】
フィードバック制御量算出手段３５は、ＥＧＲガス有効成分分圧推定値ＰｍｅｅとＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値Ｐｍｅｅｓｉとの偏差をフィードバックすることによりＥＧＲバルブを通過させるＥＧＲ量であるＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅを算出し、また、ＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅに含まれる空気有効成分Ｑｅａ、及び、空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏと空気有効成分分圧の制御目標値Ｐｍｏｓｉとの偏差をフィードバックすることによりスロットルバルブを通過させる通過空気流量であるスロットルバルブ通過空気流量設定値Ｑａを算出する。
【００５４】
ここで、有効成分、過不足成分について説明する。まず、有効成分とは、目標値（初期設定値）に呼応するための成分を示し、ＥＧＲガス有効成分は、制御空燃比が当量（理論空燃比）であれば、ＥＧＲガス中の非空気成分である不活性成分（理論空燃比での既燃ガスに相当する成分；H2O 、CO2 、N2等からなる）と同じ値であるが、制御空燃比がリーンの場合には、当量比分の空気を含み、ＥＧＲガス中の空気成分に不活性成分を加えた値となる。
【００５５】
また、過不足分とは、有効分に対する過不足分を示し、定常状態では目標当量比と排気当量比とが同じであるため、過不足は生じないが、過渡的には、これから制御しようとする目標当量比と現在還流されてくるＥＧＲガスの排気当量比とが一致しないことが多く、目標当量比＞排気当量比の場合には、還流されてくるＥＧＲガス中に過剰空気を生じ、目標当量比＜排気当量比の場合には、還流されてくるＥＧＲガス中に不足空気を生じる。従って、この過剰・不足空気分をスロットルバルブ・ＥＧＲバルブ制御で目標状態に制御するのである。
【００５６】
図４は、本実施の形態において採用する吸気系モデルを示したものである。吸気系モデルは、図示したように、エンジンの吸気管１ａの上流に設けられたスロットルバルブ１ｂを通過する新気分の流量（スロットル通過空気流量）Ｑａと、排気管１ｃから吸気管１ａへの排気還流管１ｄに介装されたＥＧＲバルブ１４を通過するＥＧＲガス流量（ＥＧＲバルブ通過ガス流量）Ｑｅとが吸気管１ａ内に供給され、エンジン１のシリンダに流入している（シリンダ流入ガス量Ｑｓ）とする吸気系モデルであり、スロットル通過空気流量ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとによって吸気管容積を充填する分の空気量を見込むことにより、アクセル操作量Ｓとエンジン回転数Ｎｅから設定した目標トルクＴｅｉを過渡的に遅れなく実現することができる。
【００５７】
吸気管１ａ内の空気有効成分は、スロットルバルブ１ｂを通過する新気分と、ＥＧＲバルブ１４を通過するＥＧＲガス中の空気過不足成分との和から、シリンダ内へ流入する空気有効成分を除いたものであり、スロットル通過空気流量Ｑａ、ＥＧＲガス中の空気過不足成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅａ、吸気管１ａ内の空気有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｏ、吸気管容積Ｖｍ、吸気管内ガス温度Ｔｍ、空気有効成分の気体定数Ｒａを用いて気体の状態方程式を適用すると、吸気管１ａ内の空気有効成分分圧Ｐｍｏの時間変化量ｄＰｍｏ／ｄｔは、以下の(1) 式にて表すことができる。
【００５８】
dPmo/dt=(Qa+Qea-Qso)・Ra・Tm/Vm …(1)
また、吸気管１ａ内のＥＧＲガス有効成分は、ＥＧＲバルブ１４を通過するＥＧＲガス有効成分からシリンダ内へ流入するＥＧＲガス有効成分を除いたものであり、同様に、吸気管１ａ内のＥＧＲガス有効成分分圧の時間変化量ｄＰｍｅｅ／ｄｔは、ＥＧＲガス有効成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅｅ、ＥＧＲガス有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｅｅ、ＥＧＲガス有効成分の気体定数Ｒｅにより、以下の(2) 式で表すことができる。
【００５９】
dPmee/dt=(Qee-Qsee)・Re・Tm/Vm …(2)
上記(1) 式におけるＥＧＲガスの空気過不足成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅａ、上記(2) 式におけるＥＧＲガス有効成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅｅは、ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅに、ＥＧＲバルブ１４入口におけるＥＧＲガスの当量比とシリンダ内当量比の初期設定値である目標当量比Φｉとの比を適用することにより、それぞれ、以下の(3) 、(4) 式のように表すことができる。
【００６０】
Qea=(1- Φ/ Φi)・Qe …(3)
Qee=( Φ/ Φi)・Qe   …(4)
また、上記(1) 式における空気有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｏ、上記(2) 式におけるＥＧＲガス有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｅｅは、それぞれ、１気筒当たりのストローク容積Ｖｓ、体積効率ηｖ、エンジンの気筒数Ｌを用いて、以下の(5) 、(6) 式で表すことができる。
【００６１】
Qso =((Pmo ・Vs)/(Ra・Tm))・ ηv・(Ne・L/120)…(5)
Qsee=((Pmee・Vs)/(Re・Tm))・ ηv・(Ne・L/120)…(6)
したがって、上記(1) 、(2) 式に上記(3) 〜(6) 式を適用して式中の一部を以下の(7) 〜(9) 式で示す係数ａ、ｂａ、ｂｅで置き換え、上記(1) 、(2) 式をマトリックス形式で記述すると、以下の(10)式で示すことができる。
【００６２】
a=(Vs/Vm)・ηv・(Ne・L/120)…(7)
ba=Ra・Tm/Vm             …(8)
be=Re・Tm/Vm             …(9)
【００６３】
【数１】
0004226709.tif 000002
フィードバック制御量算出手段３５は、以上の吸気系モデルを用いることにより、吸気管１ａ内の空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ及びＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍｅｅの時間変化量に基づいて、スロットル通過空気流量ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとを算出する。
【００６４】
予測値算出手段３６は、ＥＧＲガス有効成分分圧と空気有効成分分圧の理論的な圧力応答値を算出し、それぞれ空気有効成分分圧予測値ＰｍｏｓとＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓとして設定する。
【００６５】
ここで設定される空気有効成分分圧予測値ＰｍｏｓとＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓは、スロットルバルブ１ｂ及びＥＧＲバルブ１４の制御値から予測されるスロットル通過空気流量とＥＧＲバルブ通過ガス流量に基づいて算出される。
【００６６】
ここで算出された空気有効成分分圧予測値ＰｍｏｓとＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓは、フィードバック制御量算出手段３５にてスロットル通過空気流量ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅの補正値として用いられ、また、後述する基本燃料噴射量算出手段６０にて燃料噴射量Ｇｆの算出に用いられる。
【００６７】
ＥＴＣ指示手段６１は、吸気管１ａのマニホールド全圧Ｐｍとスロットル通過空気流量Ｑａとに基づいてスロットルアクチュエータ１３に対する操作量としてのＥＴＣ開度指示値Ｓａを算出し、スロットルアクチュエータ１３へ出力する。ＥＧＲ指示手段６２は、マニホールド全圧ＰｍとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとに基づいてＥＧＲバルブ１４の操作量としてのＥＧＲバルブ開度指示値Ｓｅを算出してＥＧＲバルブ１４へ出力する。
【００６８】
基本燃料噴射量算出手段６０は、空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏと空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓのいずれか一方とシリンダ内当量比初期設定値ＦＡＩｉとに基づいて最終基本燃料噴射量Ｇｆｓを算出し噴射パルス時間算出部４０へ出力する。
【００６９】
最終基本燃料噴射量Ｇｆｓの算出には、センサ検出値から求めた空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ、または制御値から理論的に求めた空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓがエンジン運転状態に応じて適宜選択されて用いられる。これにより、実際にシリンダ内に流入する吸入空気量に見合った燃料噴射量となり、空燃比を目標空燃比に正確に維持することができる。尚、吸気系係数算出手段３７は、吸気系モデル係数を算出し、制御係数算出手段３８は、フィードバック制御係数を算出する。
【００７０】
また、図２に示したように、噴射パルス時間算出部４０は燃料・吸気・ＥＧＲ制御部３０にて設定した基本燃料噴射量Ｇｆｓに基づいてインジェクタ１０の噴射時間である噴射パルス時間Ｔｏｕｔを算出設定し、噴射時期設定部４１は、目標トルクＴｅｉとエンジン回転数Ｎｅとに基づいてインジェクタ１０から燃料を噴射する噴射時期Ｔｉｎｊを算出設定する。噴射パルス発生部４２は、噴射パルス時間Ｔｏｕｔと噴射時期Ｔｉｎｊとに基づいて噴射パルス発生タイマを予め定めた特定のクランク角度でセットし、所定のタイミングで噴射パルスを各インジェクタ１０に各々出力する。
【００７１】
点火時期設定部５０は、図２に示したように、燃料・吸気・ＥＧＲ制御部３０にて設定した目標トルクＴｅｉとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて点火時期Ｔｉｇを算出設定する。点火信号発生部５１は、点火時期Ｔｉｇを用いて予め定めた特定のクランク角度で点火パルス発生タイマをセットし、所定のタイミングで点火信号を点火コイル１１に出力し、点火プラグ１２を放電させる。
【００７２】
トルク信号入力手段９は、変速コントロールユニット１６からＥＣＵ２０に制御信号が出力された場合に、これに基づいてトルク制御信号１とトルク制御信号２を発生させる。
【００７３】
トルク制御信号１及びトルク制御信号２は、それぞれHigh及びLow の２種類の信号からなり、通常はHighが出力されており、変速コントロールユニット１６がエンジン回転数Ｎｅと車速Ｖに基づいて減速比の変化を検出した場合には、Low を出力する。そして、変速コントロールユニット１６による変速制御の開始から所定時間経過した後、Low からHighに切り換えられる。
【００７４】
例えば、エンジン回転数Ｎｅが中・低速回転領域内にあり、かつスロットル開度が所定開度以上である場合においてアップシフトされたときは、トルク制御制御信号１の出力はHighからLow へ切り換えられ、トルク制御信号２の出力はHighに維持される。また、同様にダウンシフトされたときは、トルク制御信号２の出力がHighからLow へ切り換えられ、トルク制御信号１の出力はHighに維持される。
【００７５】
そして、アップシフト若しくはダウンシフトの変速制御を開始してから所定時間経過したときに、トルク制御信号１とトルク制御信号２の出力はHighに切り換えられる。
【００７６】
更に、エンジン回転数Ｎｅが高速回転領域内にあり、スロットル開度が所定開度以上である場合においてアップシフト若しくはダウンシフトされたときはトルク制御信号１及びトルク制御信号２の出力は共にHighからLow へ切り換えられる。
【００７７】
アップシフト時点火時期リタード量演算手段５２は、オートマチックトランスミッションの減速比が小さい減速比に変更されるアップシフト時に点火時期を遅角側に補正するアップシフト時点火時期リタード補正量を目標トルクに基づいて算出する。
【００７８】
アップシフト時点火時期リタード補正量は、全体リタード補正量及び単位リタード補正量からなる。全体リタード補正量とは、通常の点火時期から目標トルクに応じて最終的に遅角させられる点火時期（以下、「最終遅角点火時期」という）までの点火時期遅角量をいい、単位リタード補正量とは、通常の点火時期から最終遅角点火時期まで所定の点火回数毎に点火時期を徐々に遅角させるための点火時期遅角量をいう。
【００７９】
アップシフト時点火時期リタード量演算手段５２は、全体リタード補正量及び単位リタード補正量を算出するデータマップを各々備えており、目標トルクに基づいてこれらデータマップを参照することによりアップシフト時点火時期リタード補正量の算出を行う。
【００８０】
アップシフト時点火時期復帰補正量算出手段５３は、オートマチックトランスミッションの減速比が小さい減速比に変更されるアップシフト時に、アップシフト時点火時期リタード補正量により既に遅角側にリタード補正されている点火時期（以下、遅角点火時期）を進角側に補正して元の点火時期に復帰させるためのアップシフト時点火時期復帰補正量を目標トルクに基づいて算出する。
【００８１】
アップシフト時点火時期復帰補正量は、遅角点火時期を所定の点火回数毎に徐々に進角させ元の点火時期に戻すための点火時期進角量をいう。アップシフト時点火時期復帰補正量算出手段５３は、この復帰補正量を算出するデータマップを備えており、目標トルクに基づいてこれを参照することによりアップシフト時点火時期復帰補正量の算出を行う。
【００８２】
そして、これらアップシフト時点火時期リタード補正量若しくはアップシフト時点火時期復帰補正量が点火時期設定部５０に入力された場合に、点火時期設定部５０は、これらの値に基づいて通常の点火時期をリタード補正した遅角点火時期を設定する。
【００８３】
ダウンシフト時点火時期リタード量演算手段５４は、オートマチックトランスミッションの減速比が大きい減速比に変更されるダウンシフト時に点火時期を遅角側に補正するダウンシフト時点火時期リタード補正量を目標トルクに基づいて算出する。
【００８４】
ダウンシフト時点火時期リタード補正量は、全体リタード補正量及び単位リタード補正量からなる。全体リタード補正量とは、通常の点火時期から目標トルクに応じて最終的に遅角させられる点火時期（以下、「最終遅角点火時期」という）までの点火時期遅角量をいい、単位リタード補正量とは、通常の点火時期から最終遅角点火時期まで所定の点火回数毎に点火時期を徐々に遅角させるための点火時期遅角量をいう。
【００８５】
ダウンシフト時点火時期リタード量演算手段５４は、全体リタード補正量及び単位リタード補正量を算出するデータマップを各々備えており、目標トルクに基づいてこれらデータマップを参照することによりダウンシフト時点火時期リタード補正量の算出を行う。
【００８６】
ダウンシフト時点火時期復帰補正量算出手段５５は、オートマチックトランスミッションの減速比が大きい減速比に変更されるダウンシフト時に、ダウンシフト時点火時期リタード補正量により既に遅角側にリタード補正されている点火時期（以下、遅角点火時期）を進角側に補正して元の点火時期に復帰させるためのダウンシフト時点火時期復帰補正量を目標トルクに基づいて算出する。
【００８７】
ダウンシフト時点火時期復帰補正量は、遅角点火時期を所定の点火回数毎に徐々に進角させ元の点火時期に戻すための点火時期進角量をいう。ダウンシフト時点火時期復帰補正量算出手段５５は、この復帰補正量を算出するデータマップを備えており、目標トルクに基づいてこれを参照することによりダウンシフト時点火時期復帰補正量の算出を行う。
【００８８】
そして、これらダウンシフト時点火時期リタード補正量若しくはダウンシフト時点火時期復帰補正量が点火時期設定部５０に入力された場合に、点火時期設定部５０は、これらの値に基づいて通常の点火時期をリタード補正した遅角点火時期を設定する。
【００８９】
次に、上記ＥＣＵ２０によって実行される変速時トルクダウン制御処理について、図５〜図１０のフローチャートに基づいて説明する。
【００９０】
図５は、図示しないイグニッションスイッチがＯＮされ、ＥＣＵ２０に電源が供給されてシステムがリセットされたとき、割り込み実行される初期化ルーチンである。まず、ステップ（以下、単に「Ｓ」という）１０でＣＰＵを初期設定すると、Ｓ２０で制御データを初期設定し、Ｓ３０で、吸気管容積Ｖｍ、１気筒当たりのストローク容積Ｖｓ、エンジンの気筒数Ｌ、空気有効成分の気体定数Ｒａ、ＥＧＲガス有効成分の気体定数Ｒｅ等の吸気系定数を設定してルーチンを抜ける。
【００９１】
そして、システムイニシャライズ後、図６に示す定期処理ルーチンが一定時間毎（例えば、１０ｍｓ毎）に実行されるとともに、図１０に示すクランク角割り込みルーチンがクランクパルス入力毎に割り込み実行される。
【００９２】
図６の定期処理ルーチンでは、まず、Ｓ５０で、アクセル開度算出部２５の処理として、アクセル開度センサ４の出力をＡ／Ｄ変換してアクセル開度Ｓを算出し、Ｓ６０で、マニホールド全圧算出部２６の処理として、吸気管圧力センサ５の出力をＡ／Ｄ変換してマニホールド全圧Ｐｍを算出する。さらに、Ｓ７０で、吸気管内ガス温度算出部２７の処理として、吸気管温度センサ６の出力をＡ／Ｄ変換して吸気管１ａ内のガス温度Ｔｍを算出する。
【００９３】
次に、Ｓ８０へ進み、スロットル通過空気流量算出部２９の処理として、吸入空気量センサ８の出力をＡ／Ｄ変換し、スロットル通過空気流量計測値Ｑａｖｅを算出すると、Ｓ９０で、空燃比算出部２８の処理として、空燃比センサ７の出力をＡ／Ｄ変換して空燃比λを算出し、Ｓ１００で、エンジン回転数算出部２４の処理として、後述する図１０のクランク角割り込みルーチンで算出された１８０゜ＣＡの経過時間からエンジン回転数Ｎｅを算出してＳ１１０へ進む。
【００９４】
Ｓ１１０では、燃料・吸気・ＥＧＲ制御部３０の処理として図７の燃料・吸気・ＥＧＲ制御処理ルーチンが実行され、目標トルクＴｅｉを基準として、基本燃料噴射量Ｇｆｓ、スロットルアクチュエータ指示値Ｓａ、ＥＧＲバルブ指示値Ｓｅを算出する。
【００９５】
Ｓ１２０では、図８及び図９のトルク低減制御処理ルーチンが実行される。本実施の形態では、所定条件を満たす場合、点火時期をリタード補正する点火時期リタード補正量が算出される。
【００９６】
Ｓ１３０では、燃料噴射パルス時間算出部４０の処理として、上記ステップＳ１００で算出した基本燃料噴射量Ｇｆｓを、各種補正項や無効分を加えて噴射パルス時間Ｔｏｕｔに換算し、また、噴射時期設定部４１の処理としてエンジン回転数Ｎｅと目標トルクＴｅｉを格子とするデータマップを参照して噴射時期Ｔｉｎｊを設定する。
【００９７】
Ｓ１４０では、点火時期設定部５０の処理としてエンジン回転数Ｎｅと目標トルクＴｅｉとを格子とするデータマップを参照することにより通常の点火時期が設定される。ここで、Ｓ１２０の処理により点火時期リタード補正量が算出されている場合は、通常の点火時期を点火時期リタード補正量により補正した遅角点火時期が算出され設定される。そして、本ルーチンを抜ける（リターン）。
【００９８】
上記定期処理ルーチンに対し、図１０のクランク角割り込みルーチン処理では、Ｓ８００で気筒判別部２１の処理として、クランク角センサ２からのクランク角パルス間で発生する気筒判別センサ３からの気筒判別パルスの数に従って現在の気筒を判別する。更に、引き続き発生しているクランクパルスの数にしたがって以降の気筒を判別する処理を行う。Ｓ８１０では、クランク角度判定部２２によるクランク角度判定処理を行う。
【００９９】
続くＳ８２０では、クランク角度パルス発生間隔時間算出部の処理として、前回のクランク割り込み発生から今回のクランク割り込み発生までの経過時間である、前回のクランクパルス入力から今回のクランクパルス入力までの経過時間を計時し、メモリにストアする。メモリされた各経過時間に基づく１８０゜ＣＡの経過時間がエンジン回転数Ｎｅの算出に用いられる。
【０１００】
Ｓ８３０では、噴射時期設定部４１、点火時期設定部５０の処理を行い、噴射時期、点火時期を決定する。すなわち、定期処理ルーチンのＳ１３０で設定された噴射時期Ｔｉｎｊを、予め定めた特定のクランク角からの噴射タイミングに換算すると共に、同じく定期処理ルーチンのＳ１４０で設定された最終点火時期Ｔｉｇを、予め定めた特定のクランク角からの点火タイミングに換算する。
【０１０１】
そして、Ｓ８４０で、噴射パルス発生部４２の処理として、今回のクランク角割り込みが予め定めた特定のクランク角度における割り込みであるとき、噴射パルス発生タイマをセットし、さらに、Ｓ８５０で、点火信号発生部５１の処理として、同様に、今回のクランク角割り込みが予め定めた特定のクランク角度における割り込みであるとき、点火パルス発生タイマをセットし、ルーチンを抜ける。
【０１０２】
その結果、上記Ｓ８３０で決定した噴射タイミングで噴射パルス発生タイマから噴射パルスがインジェクタ１０に出力されて燃料が噴射され、Ｓ８３０で決定した点火タイミングで点火パルス発生タイマから点火パルスが点火コイル１１に出力され、点火プラグ１２による点火が行われる。
【０１０３】
次に、図６の定期処理ルーチンのＳ１１０における燃料・吸気・ＥＧＲ制御処理について図７に基づいて説明する。尚、以下において、各パラメータに添付する(-k)はｋ制御周期前の値（例えば、添字(-1)で１制御周期前の値）であることを示す。
【０１０４】
本処理では、まず最初に、Ｓ１５０で目標トルク設定手段３１の処理としてエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｓとを格子とするデータマップを参照して目標トルクＴｅｉを設定し、Ｓ１６０で吸気系係数算出部３７の処理を行う。
【０１０５】
この吸気系係数算出処理では、まず、エンジン回転数Ｎｅとマニホールド全圧Ｐｍとに基づいて体積効率ηｖを設定し、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管１ａ内のガス温度Ｔｍ、体積効率ηｖ、吸気系定数Ｖｍ、Ｖｓ、Ｌ、Ｒａ、Ｒｅにより、前述の(7) 〜(9) 式による吸気系係数ａ、ｂａ、ｂｅ、及び、以下の(11)〜(13)式による吸気系係数Ca、Ce、ｄを算出する。
【０１０６】
Ca=a/ba=(Vs/(Ra・Tm))・ ηv・(Ne・L/120)…(11)
Ce=a/be=(Vs/(Re・Tm))・ ηv・(Ne・L/120)…(12)
d=(Vs/(Ra・Tm))・ ηv                 …(13)
Ｓ１７０では、基本燃料噴射量、基本ＥＧＲ量、シリンダ内当量比の初期設定値の算出が行われる。ここで、初期設定値算出手段３２は、エンジン回転数Ｎｅと目標トルクＴｅｉをパラメータとするそれぞれのデータマップをそれぞれ参照することにより、基本燃料噴射量初期設定値Ｇｆｉ、基本ＥＧＲ量初期設定値ＥＧＲｉ、シリンダ内当量比初期設定値ＦＡＩｉを算出する。
【０１０７】
Ｓ１８０では、空気有効成分分圧とＥＧＲガス有効成分分圧の制御目標値等が算出される。ここで、制御目標値設定手段３３は、Ｓ１７０にて設定したシリンダ内当量比初期設定値ＦＡＩｉからＥＧＲバルブ１４入口におけるＥＧＲガスの当量比を推定した当量比推定値ｆａｉを求める。
【０１０８】
そして、当量比推定値ｆａｉ、シリンダ内当量比初期設定値ＦＡＩｉ、基本燃料噴射量初期設定値Ｇｆｉ、ＥＧＲ量設定値ＥＧＲＳｉ、吸気系係数ｄ、理論空燃比ＡＢＦｔから、以下の(14)〜(16)式により、空気有効成分分圧目標値初期設定値Ｐｍｏｓｉ、ＥＧＲガス有効成分分圧目標値初期設定値Ｐｍｅｅｓｉ、マニホールド全圧目標値初期設定値Ｐｍｓｉを算出し、また、以下の(17)式による当量比推定値ｆａｉと当量比設定値ＦＡＩｉとの比を、当量比係数ｒｆａｉとして算出する。
【０１０９】
Pmosi =(1/d)・Gfi・ABFt/FAIi              …(14)
Pmeesi=EGRSi/(1-EGRSi)・(Re/Ra)・Pmosi    …(15)
Pmsi =Pmosi+Pmeesi                      …(16)
rfai =fai/FAIi                          …(17)
Ｓ１９０では、センサ検出値に基づいた空気有効成分分圧及びＥＧＲガス有効成分分圧の推定値が算出される。ここで、フィードバック制御量算出手段３５は、まず最初に、空気有効成分分圧及びＥＧＲガス有効成分分圧の各時間変化量を推定するため、吸気系モデルに従って、ＥＧＲガスの空気過不足成分分圧モデル値Ｐｆｅａ及びＥＧＲガス有効成分分圧モデル値Ｐｆｅｅをシリンダ内当量比推定値ｒｆａｉに基づいて算出し、実際に計測したスロットル通過空気流量によって吸入空気分の新気分圧モデル値Ｐｆａを算出する。
【０１１０】
そして、ＥＧＲガスの空気過不足成分分圧モデル値Ｐｆｅａと新気分圧モデル値Ｐｆａとの和を空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏとして算出し、ＥＧＲガスの空気過不足成分分圧モデル値Ｐｆｅａ、ＥＧＲガス有効成分分圧モデル値Ｐｆｅｅ、新気分圧モデル値Ｐｆａの総和を吸気管内圧力の実測値であるマニホールド全圧Ｐｍと一致させるべく、マニホールド全圧Ｐｍから空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏを減算した値をＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍｅｅとして算出する。
【０１１１】
ここで、当量比ｒｆａｉを用いることによりＥＧＲガス有効成分分圧の推定精度を高めることができると同時に、実際の吸入空気量から求めた新気分圧モデル値Ｐｆａを修正することなく各分圧の総和をマニホールド全圧Ｐｍに一致させることによりＥＧＲ分のモデル誤差を修正し、吸気温度、大気圧、バルブクリアランス等の影響を排除して空気有効成分分圧の推定精度を向上させることができる。
【０１１２】
具体的には、ＥＧＲガスの空気過不足成分分圧モデル値Ｐｆｅａ、ＥＧＲガス有効成分分圧モデル値Ｐｆｅｅは、吸気系係数ａ、ｂａ、ｂｅ、当量比係数ｒｆａｉ、１制御周期前のＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅ(-1)、１制御周期前のＥＧＲガスのＰｆｅａ(-1)、１制御周期前のＰｆｅｅ(-1)を用いて、以下の(18)、(19)式により算出される。
【０１１３】
Pfea=(1-a・dt)・Pfea(-1)+(ba・dt)・(1-rfai)・Qe(-1)  …(18)
Pfee=(1-a・dt)・Pfee(-1)+(be・dt)・(1-rfai)・Qe(-1)  …(19)
また、吸入空気の新気分圧モデル値Ｐｆａは、吸入空気量センサ８によって実際に計測したスロットル通過空気流量計測値Ｑａｖｅを用い、以下の(20)式によって算出される。
【０１１４】
Pfa =(1-a・dt)・Pfa(-1)+(ba・dt)・Qave           …(20)
そして、空気有効成分分圧推定値ＰｍｏとＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍｅｅは、以下の(21)式と(22)式により算出される。
【０１１５】
Pmo=Pfa+Pfea            …(21)
Pmee=Pm-Pmo             …(22)
Ｓ２００では、空気有効成分分圧推定値ＰｍｏとＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍｅｅとに基づいたスロットル通過空気流量設定値Ｑａ、ＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅの算出が行われる。ここでは、まず最初に制御係数算出手段３８の処理によりフィードバック制御係数が算出される。具体的には、吸気系係数ｂａ、ｂｅ、ｃａ、ｃｅと当量比係数ｒｆａｉを用いて、以下の(23)〜(28)式によりフィードバック係数ｆ１、ｆ２、ｈ１、ｈ２、ｇ１、ｇ２が算出される。
【０１１６】
ｆ１＝( １/(ｂａ・ｄｔ))・ ｎ              …(23)
ｆ２＝( １/(ｒｆａｉ・ ｂｅ・ｄｔ))・ ｎ    …(24)
ｈ１＝ｃａ                                …(25)
ｈ２＝ｃｅ/ ｒｆａｉ                      …(26)
ｇ１＝ｍ/ Ｎｅ                            …(27)
ｇ２＝ｍ/ Ｎｅ                            …(28)
但し、ｄｔ：制御周期
ｎ：重み係数（０＜ｎ＜１）
ｍ：積分制御係数（ｍ≧０）
そして、上述の吸気系モデルに従い、フィードバック制御量算出手段３５の処理により、ＥＧＲバルブ通過ガス流量初期設定値Ｑｅｉとスロットル通過空気流量初期設定値Ｑａｉが算出される。
【０１１７】
ここで、ＥＧＲバルブ通過ガス流量初期設定値Ｑｅｉは、推定値算出手段３４にて算出したＥＧＲガス有効成分分圧推定値ＰｍｅｅとＥＧＲガス有効成分分圧目標値初期設定値Ｐｍｅｅｓｉ、及び、１制御周期前に後述するＳ２１０にて算出されたＥＧＲガス有効成分分圧誤差の時間積分値Ｉｍｅｅ(-1)とを用いて、以下の(29)式により算出される。
【０１１８】
Qei=h2・Pmeesi-f2・Pmee+g2・Imee(-1)     …(29)
上記(29)式で算出したＥＧＲバルブ通過ガス流量初期設定値Ｑｅｉは、必ずしも実現可能な値ではないこともあるため、以下の(30)式の範囲（０以上最大流量（Ｑｅ）MAX 以下の範囲）に飽和させて制御可能（実現可能）な流量とし、この流量をＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍｅｅを用いたＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとする。
【０１１９】
０≦Ｑｅ≦（Ｑｅ）MAX …(30)
上記最大ＥＧＲバルブ通過ガス流量（Ｑｅ）MAX は、マニホールド全圧Ｐｍに基づいてマップ参照等により設定される。
【０１２０】
そして、スロットル通過空気流量初期設定値Ｑａｉは、ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ、及び前述の制御目標値算出手段５３による処理で算出したＰｍｏｓｉと空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ、及び、１制御周期前に後述するＳ８０にて算出された空気有効成分分圧誤差の時間積分値Ｉｍｏ(-1)とを用いて、以下の(31)式により算出される。
【０１２１】
Qai=h1・Pmosi-f1・Pmo-(1-rfai)・Qe+g1・Imo …(31)
そして、算出したスロットル通過空気流量初期設定値Ｑａｉを以下の(32)式の範囲（０以上最大流量（Ｑａ）MAX 以下の範囲）に飽和させてスロットル通過空気流量Ｑａを定める。
【０１２２】
０≦Ｑａ≦（Ｑａ）MAX …(32)
この場合においても、制御可能な流量を考慮してマニホールド全圧Ｐｍに基づいてマップ参照等により設定した値を用いる。
【０１２３】
Ｓ２１０では、空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓ、及びＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓが算出される。ここでは、空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓが予測値算出手段３６により、１制御周期前の空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓ(-1)と空気有効成分分圧目標補正値Ｐｍｏｈｓとを用いて以下の(33)式により算出される。
【０１２４】
Pmos =(1-n)・Pmos(-1)+n・Pmohs      …(33)
また、同様に、ＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓは、１制御周期前のＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓ(-1)とＥＧＲガス有効成分分圧目標補正値Ｐｍｅｅｈｓとを用いて、以下の(34)式により算出される。
【０１２５】
Pmees=(1-n)・Pmees(-1)+n・Pmeehs     …(34)
上記(33)、(34)式における空気有効成分分圧目標補正値Ｐｍｏｈｓは、スロットル通過空気流量Ｑａに相当する圧力目標値であり、ＥＧＲガス有効成分分圧目標補正値Ｐｍｅｅｈｓは、ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅに相当する圧力目標値であり、以下の(35)、(36)式により算出される。
【０１２６】
Pmohs =(1/h1)・(Qa+(1-rfai)・Qe+f1・Pmo-g1・Imo)    …(35)
Pmeehs=(1/h2)・(Qe+f2・Pmee-g2・Imee)              …(36)
上記(35)、(36)式における空気有効成分分圧誤差の時間積分値Ｉｍｏ、及び、ＥＧＲガス有効成分分圧誤差の時間積分値Ｉｍｅｅは、以下の(37)、(38)式によって算出される。
【０１２７】
Imo =Imo(-1) +(Pmos(-k)-Pmo)・dt             …(37)
Imee=Imee(-1)+(Pmees(-k)-Pmee)・dt           …(38)
Ｓ２２０では、ＥＴＣ指示手段６１によるＥＴＣ１３へのＥＴＣ指示値Ｓａの算出、及び、ＥＧＲ指示手段６２によるＥＧＲバルブ１４へのバルブ開度指示値Ｓｅの算出が行われる。ここで、ＥＴＣ指示手段６１は、Ｓ２００にて求めたスロットル通過空気流量Ｑａとマニホールド全圧Ｐｍとを用いてＥＴＣ開度指示値Ｓａを算出する。
【０１２８】
また、ＥＧＲバルブ指示手段６２は、Ｓ２００にて求めたＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとマニホールド全圧Ｐｍとを用いてＥＧＲバルブ開度指示値Ｓｅを算出する。これにより、目標トルクを実現するために必要な吸入空気量及びＥＧＲガス量を得ることができる開度位置にスロットルバルブ及びＥＧＲバルブを制御することができる。
【０１２９】
次に、Ｓ２３０では、最終基本燃料噴射量Ｇｆｓの算出が行われる。ここでは、シリンダ内に流入する実際の吸入空気量に対応した燃料噴射量の算出が行われる。すなわち、スロットルアクチュエータ１３及びＥＧＲバルブ１４は、Ｓ１１０により目標トルクを実現する吸入空気量及びＥＧＲ量を得る開度位置に制御されるが、例えば、スロットルバルブがステップ的にその開度位置を変化した場合等は実際の吸気管圧力の応答はスロットルバルブと燃焼室との離間距離及び吸気通路の形状、アクチュエータの応答性等に起因してステップ的には変化せず、制御目標値に対して遅れを生ずる場合がある。したがって、Ｓ２３０では実際にシリンダ内に吸入される空気量に応じた燃料噴射量の算出が行われる。
【０１３０】
ここで、基本燃料噴射量算出手段６０は、上述のＳ１９０及びＳ２１０にて算出した２種類の吸気管圧力応答値に基づく２種類の燃料噴射量を各々算出する。そして、エンジン運転状態に応じて決定される燃料噴射制御方式に対応して２つの燃料噴射量の内の一方を最終燃料噴射量として採用する。
【０１３１】
まず最初に、空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏに基づいたＬジェトロ型燃料噴射量Ｇｆｓ＿Ｌと、空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓに基づいたＡ／Ｆ優先型燃料噴射量Ｇｆｓ＿Ａが、以下の(39)、(40)式によって算出される。
【０１３２】
Gfs_L=d・Pmo・FAIi/ABFt      …(39)
（ＡＢＦｔ：理論空燃比、ｄ：吸気系係数）
Gfs_A=d・Pmos・FAIi/ABFt     …(40)
（ＡＢＦｔ：理論空燃比、ｄ：吸気系係数）
エンジン運転状態が中・低負荷運転領域にあるときにはＡ／Ｆ優先型燃料噴射方式により求められるＡ／Ｆ優先型燃料噴射量Ｇｆｓ＿Ａを基本燃料噴射量算出手段６０にて最終燃料噴射量Ｇｆｓとし、エンジン運転状態が高負荷運転領域にあるときにはＬジェトロ型燃料噴射方式により求められるＬジェトロ型燃料噴射量Ｇｆｓ＿Ｌを基本燃料噴射量算出手段６０にて最終燃料噴射量Ｇｆｓとする。
【０１３３】
次に、図６の定期処理ルーチンのＳ１２０におけるトルク低減制御処理ルーチンについて図８及び図９に基づいて説明する。図８及び図９は、トルク低減制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【０１３４】
本実施の形態では、トルク低減制御処理としてアップシフト時及びダウンシフト時に一時的に点火時期のリタード制御が行われる。Ｓ４０１では、トルク信号入力手段９から出力されたトルク制御信号１とトルク制御信号２の読み込みが行われる。そして、Ｓ４０２、Ｓ４０３、Ｓ４２０にてトルク制御信号１及びトルク制御信号２がそれぞれHigh又はLow のいずれかであるかが判断される。
【０１３５】
ここで、トルク制御信号１がLow でかつトルク制御信号２がHighである場合は、アップシフト時であるとしてＳ４１０へ進み、Ｓ４１０からＳ４１２にてアップシフト時の点火時期リタード補正量が算出される。
【０１３６】
Ｓ４１０ではアップシフト時の点火時期リタード制御を実行中であることを示すフラグのセットが行われ、Ｓ４１１では、全体リタード補正量ATADVBと単位リタード補正量ATDADRの算出が行われる。ここで、全体リタード補正量ATADVBと単位リタード補正量ATDADRは、全体リタード補正量ATADVBと単位リタード補正量ATDADRの算出用データマップを目標トルクＴｅｉを用いてそれぞれ参照することにより算出される。
【０１３７】
Ｓ４１２では、点火時期リタード補正量が算出される。ここでは、全体リタード補正量に至るまで、現在の点火時期リタード補正量に対して、予め設定されている点火回数毎に単位リタード補正量ATDADRの加算が行われる。これにより、点火時期リタード補正量は、全体リタード補正量に至るまで徐々に増加され、点火時期設定部５０では点火時期Ｔｉｇが最終遅角点火時期に至るまで所定速度で遅角するように設定される。この結果、アップシフト時に出力トルクは所定速度で低減される。
【０１３８】
尚、本実施の形態では、Ｓ４０２及びＳ４０３にてトルク制御信号１及びトルク制御信号２が共にLow である場合、トルク低減制御を行わずに本ルーチンを抜ける（リターン）。
【０１３９】
また、Ｓ４０２にてトルク制御信号１がHighでＳ４２０にてトルク制御信号２がHighである場合はＳ４３０へ進む。Ｓ４３０では、アップシフト時における点火時期リタード制御を実行中であることを示すフラグがセットされているか否かの判断がなされ、フラグセットされている場合（セット）は、アップシフト時にリタード補正された点火時期を元の点火時期に戻すための点火時期復帰用のリタード補正量を算出すべくＳ４３１へ移行する。
【０１４０】
Ｓ４３１では、点火時期復帰用のリタード補正量ATDADFの算出が行われる。ここで点火時期復帰用リタード補正量ATDADFは、点火時期復帰用リタード補正量ATDADFの算出用データマップを目標トルクＴｅｉを用いて参照することにより算出される。
【０１４１】
そして、Ｓ４３２では、点火時期リタード補正量の算出が行われる。ここで点火時期リタード補正量は、現在の点火時期リタード補正量から予め設定されている点火回数毎に点火時期復帰用リタード補正量ATDADFを減算することにより求められる。
【０１４２】
Ｓ４３３では、点火時期リタード補正量が０であるか否かの判断がなされ、通常の点火時期への復帰が終了したか否かが判断される。ここで、点火時期リタード補正量が０である場合（＝０）は、通常の点火時期へ復帰したとしてＳ４３４へ進み、Ｓ４３４にてアップシフト時点火時期リタード補正中を示すフラグがクリアされ、本ルーチンを抜ける。また、リタード補正量が０でない場合（≠０）は、そのまま本ルーチンを抜け（リターン）、さらに点火時期の復帰が継続される。
【０１４３】
これにより、点火時期リタード補正量は徐々に減少され、点火時期設定部５０では点火時期Ｔｉｇが遅角点火時期から通常の点火時期へと所定速度で進角するように設定される。この結果、アップシフト時に低減された出力トルクは所定速度で元の出力トルクに戻される。
【０１４４】
また、Ｓ４０２にてトルク制御信号１がHighでＳ４２０にてトルク制御信号２がLow である場合はダウンシフト時であるとしてＳ４２１へ進み、Ｓ４２１からＳ４２３にてダウンシフト時における点火時期リタード補正量が算出される。
【０１４５】
Ｓ４２１ではダウンシフト時の点火時期リタード制御を実行中であることを示すフラグのセットが行われ、Ｓ４２２では、全体リタード補正量ATADVBと単位リタード補正量ATDADRの算出が行われる。ここで、全体リタード補正量ATADVBと単位リタード補正量ATDADRは、全体リタード補正量ATADVBと単位リタード補正量ATDADRの算出用データマップを目標トルクＴｅｉを用いてそれぞれ参照することにより算出される。
【０１４６】
Ｓ４２３では、点火時期リタード補正量が算出される。ここでは、全体リタード補正量に至るまで、現在の点火時期リタード補正量に対して、予め設定されている点火回数毎に単位リタード補正量ATDADRの加算が行われる。これにより、点火時期リタード補正量は、全体リタード補正量に至るまで徐々に増加され、点火時期設定部５０では点火時期Ｔｉｇが最終遅角点火時期に至るまで所定速度で遅角するように設定される。この結果、ダウンシフト時に出力トルクは所定速度で低減される。
【０１４７】
また、Ｓ４０２、Ｓ４２０にてトルク制御信号１及びトルク制御信号２がともにＨｉｇｈであり、Ｓ４３０にてアップシフト時における点火時期リタード制御を実行中であることを示すフラグがクリアである場合は、Ｓ４４０へ進む。そして、Ｓ４４０にてダウンシフト時における点火時期リタード制御を実行中であることを示すフラグがセットされている場合は、ダウンシフト時にリタード補正された点火時期を元の点火時期に戻すための点火時期復帰用のリタード補正量を算出すべくＳ４４１へ移行する。
【０１４８】
Ｓ４４１では、ダウンシフト時における点火時期復帰用のリタード補正量ATDADFの算出が行われる。ここで点火時期復帰用リタード補正量ATDADFは、点火時期復帰用リタード補正量ATDADFの算出用データマップを目標トルクＴｅｉを用いて参照することにより算出される。
【０１４９】
そして、Ｓ４４２では、点火時期リタード補正量の算出が行われる。ここで点火時期リタード補正量は、現在の点火時期リタード補正量から予め設定されている点火回数毎に点火時期復帰用リタード補正量ATDADFが減算されることにより求められる。
【０１５０】
Ｓ４４３では、点火時期リタード補正量が０であるか否かの判断がなされ、通常の点火時期への復帰が終了したか否かが判断される。ここで、点火時期リタード補正量が０である場合（＝０）は、通常の点火時期へ復帰したとしてＳ４４４へ進み、Ｓ４４４にてダウンシフト時点火時期リタード補正中を示すフラグがクリアされ、本ルーチンを抜ける。また、リタード補正量が０でない場合（≠０）は、そのまま本ルーチンを抜け（リターン）、さらに点火時期の復帰が継続される。
【０１５１】
これにより、点火時期リタード補正量は徐々に減少され、点火時期設定部５０では点火時期Ｔｉｇが遅角点火時期から通常の点火時期へと所定速度で進角するように設定される。この結果、ダウンシフト時に低減された出力トルクは所定速度で元の出力トルクに戻される。
【０１５２】
上記のトルク低減制御処理によれば、全体リタード補正量ATADVB、単位リタード補正量ATDADR、及び点火時期復帰用リタード補正量ATDADFは、エンジン制御の基準となる目標トルクに基づいて演算され、これらに基づいてアップシフト時及びダウンシフト時における点火時期リタード補正量が得られる。
【０１５３】
そして、全体リタード補正量ATADVB、単位リタード補正量ATDADR、及び点火時期復帰用リタード補正量ATDADFを、エンジン制御の基準となる目標トルクに基づいて演算することにより、ダウンシフト時における適切な点火時期リタード補正量を算出することができる。
【０１５４】
したがって、本実施の形態におけるシステム全体では、目標トルクに基づいて燃料噴射制御、吸気制御、ＥＧＲ制御が総合的に行われ、変速時において目標トルクに基づいたトルク低減制御が実現される。
【０１５５】
これにより、アップシフト時及びダウンシフト時にエンジンの制御状態に応じた適切なトルク低減制御を実現することができ、特に、吸入空気量とエンジン出力との相関関係がとれない燃焼形態や、複数の異なる燃焼形態を実現可能なエンジン装置においても、複雑な演算処理を行う必要なく、迅速かつ容易に制御状態に応じたトルク低減制御を実現することができる。この結果、アップシフト時及びダウンシフト時に生ずる変速ショックをエンジン側の制御によって適切に低減することができ、良好な運転フィーリングを得ることができる。
【０１５６】
なお、本実施の形態では、アップシフト時及びダウンシフト時にトルク低減制御を行うものであるが、これに限定されず、どちらか一方のみとすることも可能である。
【０１５７】
次に、本発明の第２の実施の形態について図１１、図１２を用いて以下に説明する。本実施の形態において特徴的なことは、第１の実施の形態が変速時のトルク低減制御処理を点火時期制御により行うものであるのに対し、複数の気筒のうちの一部の気筒への燃料供給を停止する燃料カット制御により行うものであることである。
【０１５８】
図１１は、本実施の形態におけるエンジン制御系の全体ブロック図である。上述の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。第１の実施の形態と異なるところは、ＥＣＵ２０が、変速時にエンジンの出力トルクを一時的に低下させるトルク低減制御処理機能として燃料カット制御手段４３と燃料カットディレイタイマ１演算手段４４、燃料カットディレイタイマ２演算手段４５を有していることである。
【０１５９】
燃料カット制御手段４３は、トルク信号入力手段９から出力されるトルク制御信号１及びトルク制御信号２を入力できるようにトルク信号入力手段９の出力側と接続されており、また、燃料カットディレイタイマ１演算手段４４及び燃料カットディレイタイマ２演算手段４５との間で相互にデータを入出力可能に接続されている。燃料カット制御手段４３の出力側は、噴射パルス発生部４２と接続されている。
【０１６０】
燃料カット制御手段４３は、トルク信号入力手段９からのトルク制御信号１及びトルク制御信号２に基づいて１つの気筒に対する燃料の供給を停止する１気筒燃料カットを行うのか、２つの気筒に対する燃料供給を停止する２気筒燃料カットを行うのか、燃料カットを中止して通常の燃料供給を行うのかを判断し、これを実行すべく、その指令信号を噴射パルス発生部４２に出力する。そして、その判断の際に判断基準となる基準値は、燃料カットディレイタイマ１演算手段及び燃料カットディレイタイマ２演算手段から入力する。
【０１６１】
燃料カットディレイタイマ１演算手段４４は、燃料カット制御手段４３がトルク低減のために噴射パルス発生部４２に出力する燃料カット信号を１気筒燃料カット信号にするか、または２気筒燃料カット信号にするかの選択を行うための２気筒燃料カット判断基準時間を演算するものである。この２気筒燃料カット判断基準時間は、目標トルクＴｅｉを用いて予め設定されているデータテーブルを参照することにより算出され、燃料カット制御手段４３にて１気筒燃料カット信号の継続時間と比較される。
【０１６２】
燃料カットディレイタイマ２演算手段４５は、トルク低減のために噴射パルス発生部４２に出力されている燃料カット信号の出力を中止して燃料カットを解除するか、または１気筒燃料カット信号を出力して１気筒燃料カットを継続するかの選択を行うための燃料カット解除基準時間を演算するものである。この燃料カット解除基準時間は、目標トルクＴｅｉを用いて予め設定されているデータテーブルを参照することにより算出され、燃料カット制御手段４３にて燃料カットにより低減されている出力トルクを元の出力トルクに復帰する旨のトルク制御信号を入力してからの継続時間と比較される。
【０１６３】
そして、燃料カット制御手段４３からの燃料カット信号が噴射パルス発生部４２に入力された場合に、噴射パルス発生部４２は、燃料カット信号に従って所定の気筒に設けられたインジェクタ１０への噴射パルス信号の出力を停止し、その気筒に対する燃料カットを行う。
【０１６４】
次に、ＥＣＵ２０によって実行されるトルク低減制御処理について、図１２のフローチャートに基づいて説明する。図１２は、図６の定期処理ルーチンのＳ１２０において行われる本実施の形態におけるトルク低減制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【０１６５】
本実施の形態では、トルク低減制御処理として変速時に燃料カット制御が行われる。燃料カット制御は、ＥＣＵ２０が変速時において出力トルクを低減する旨のトルク制御信号を入力した場合に、まず最初に１気筒燃料カットを行い、１気筒燃料カットを開始してから所定時間経過後に２気筒燃料カットを行う。
【０１６６】
そして、低減されている出力トルクを復帰する旨のトルク制御信号を入力した場合に、２気筒燃料カットから１気筒燃料カットに変更し、変更後所定時間経過した後に全ての気筒に対する燃料カットを中止する。これにより、変速時に出力トルクを一時的に低減するトルク低減制御が行われる。
【０１６７】
以下に、図１２に基づいてその制御について詳細に説明する。Ｓ６０１では、トルク信号入力手段９から出力されたトルク制御信号１とトルク制御信号２の読み込みが行われる。そして、Ｓ６０２、Ｓ６０３、Ｓ６２０にてトルク制御信号１及びトルク制御信号２がそれぞれHigh又はLow のいずれかであるかが判断される。
【０１６８】
Ｓ６０２にてトルク制御信号１がLow で、Ｓ６０３にてトルク制御信号２がLow である場合は燃料カットにより出力トルクを低減させる制御を行うべくＳ６０４以降へ移行する。尚、トルク制御信号１とトルク制御信号２の一方がHighで他方がLow である場合は燃料カットによるトルク低減制御は行わないとして本ルーチンを抜ける（リターン）。
【０１６９】
Ｓ６０４では、２気筒燃料カット判断基準時間となる燃料カットディレイタイマ１(T1DWN) と、燃料カット解除基準時間である燃料カットディレイタイマ２(T2DWN) が算出される。ここで、燃料カットディレイタイマ１（T1DWN ）は、燃料カットディレイタイマ１演算手段４４において予め設定されている燃料カットディレイタイマ１データテーブル(TT1DWN)を目標トルクＴｅｉを用いて参照することにより算出される。
【０１７０】
また、同時に燃料カットディレイタイマ２（T2DWN ）は、燃料カットディレイタイマ２演算手段４５において予め設定されている燃料カットディレイタイマ２(TT2DWN)を目標トルクＴｅｉを用いて参照することにより算出される。
【０１７１】
そして、Ｓ６０５では、１気筒の燃料カットを開始してからの継続時間である１気筒カット継続時間(TDOWN1)と燃料カットディレイタイマ１（T1DWN ）の比較が行われる。ここで、１気筒カット継続時間(TDOWN1)が燃料カットディレイタイマ１（T1DWN ）以下である場合（ＹＥＳ）は、現在の燃料カットによる出力トルクの低減量を維持すべくＳ６０６へ移行し、１気筒カット継続時間(TDOWN1)が燃料カットディレイタイマ１（T1DWN ）を超える場合（ＮＯ）は、出力トルクの低減量をさらに増大させるべく、Ｓ６０８へ移行する。
【０１７２】
Ｓ６０６では、燃料カット制御手段４３から噴射パルス発生部４２に対して１気筒燃料カット信号の出力が行われる。これにより、複数の気筒から予め定められている１つの気筒に設けられたインジェクタ１０への噴射パルス信号の出力が停止され、その１気筒に対する燃料カット（１気筒燃料カット）が行われ、出力トルクは１気筒燃料カット分だけ低減される。
【０１７３】
そして、Ｓ６０７へ移行し、Ｓ６０７にて１気筒燃料カットの継続時間(TDOWN1)がカウントされる。１気筒燃料カット継続時間（TDOWN1）は後述するＳ６６１にてクリアされるまで、プログラムサイクル毎に積算される。そして、本ルーチンを抜ける（リターン）。
【０１７４】
Ｓ６０８では、燃料カット制御手段４３から噴射パルス発生部４２に対して２気筒カット信号の出力がなされる。これにより、複数の気筒から予め定められている２つの気筒に設けられた各インジェクタ１０への噴射パルス信号の出力が停止され、その２つの気筒に対する燃料カット（２気筒燃料カット）が行われる。この結果、出力トルクは２気筒燃料カット分だけ低減される。そして、本ルーチンを抜ける（リターン）。
【０１７５】
また、Ｓ６０２にてトルク制御信号１がHighでＳ６２０にてトルク制御信号２がHighであると判断された場合は、燃料カットにより低減されている出力トルクを元の出力トルクに復帰させる制御を行うべくＳ６５０以降へ移行する。
【０１７６】
Ｓ６５０では、後述するＳ６５１による復帰用１気筒燃料カットを開始してからの継続時間（TDOWN2）とＳ６０４にて算出した燃料カットディレイタイマ２（T2DWN ）との比較が行われる。
【０１７７】
ここで、復帰用１気筒燃料カット継続時間(TDOWN2)が燃料カットディレイタイマ２（T2DWN ）以下である場合（ＹＥＳ）は、１気筒燃料カットによる出力トルクの低減量を維持すべくＳ６５１へ移行し、復帰用１気筒燃料カット継続時間(TDOWN2)が燃料カットディレイタイマ２（T2DWN ）を超えたと判断された場合（ＮＯ）は、燃料カットにより低減されている出力トルクを元の出力トルクに復帰させるべく、Ｓ６６０へ移行する。
【０１７８】
Ｓ６５１では、燃料カット制御手段４３から噴射パルス発生部４２に対して１気筒燃料カット信号の出力が行われ、１気筒燃料カットが行われる。これにより、２気筒燃料カットのうち、予め設定されている１気筒の燃料カットが中止され、残りの１気筒による燃料カット（復帰用１気筒燃料カット）が継続される。
【０１７９】
そして、Ｓ６５２へ移行し、ここで、復帰用１気筒燃料カットの継続時間（TDOWN2）がカウントされる。復帰用１気筒燃料カット継続時間（TDOWN2）は後述するＳ６６１にてクリアされるまで、プログラムサイクル毎に積算される。そして、本ルーチンを抜ける（リターン）。
【０１８０】
また、Ｓ６６０では、燃料カット制御手段４３から噴射パルス発生部４２に対する燃料カット信号の出力が中止され、全気筒により通常のタイミングにて燃料噴射が行われる。これにより、出力トルクは、燃料カットにより低減された出力トルクから燃料カット前のもとの出力トルクに復帰される。そして、Ｓ６６１へ移行し、Ｓ６６１にて１気筒燃料カット継続時間（TDOWN1）、及び復帰用１気筒燃料カット継続時間（TDOWN2）がそれぞれクリアされた後に、本ルーチンを抜ける（リターン）。
【０１８１】
上記制御によれば、燃料カット気筒数の判断及びそのタイミングを判断するために用いられる１気筒燃料カット継続時間（TDOWN1）、及び復帰用１気筒燃料カット継続時間（TDOWN2）をエンジン制御の基準となる目標トルクに基づいて演算することにより、変速時における燃料カットの適切な判断基準を得ることができる。
【０１８２】
したがって、本実施の形態におけるシステム全体では、目標トルクに基づいて燃料噴射制御、吸気制御、ＥＧＲ制御が総合的に行われ、変速時において目標トルクに基づいたトルク低減制御が実現される。また、燃料カットは点火時期のリタード制御よりも、さらに大きなトルク低減効果を得ることができるため、より確実に出力トルクを低減することができる。
【０１８３】
次に、本発明の第３の実施の形態について図１３〜図１５を用いて説明する。本実施の形態において特徴的なことは、第１の実施の形態及び第２の実施の形態を全て組み合わせ、点火時期のリタード制御及び燃料カット制御を行うことである。
【０１８４】
図１３は、第３の実施の形態におけるエンジン制御系の全体ブロック図である。上述の各実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【０１８５】
次に、ＥＣＵ２０によって実行される変速時トルクダウン制御処理について、図１４及び図１５のフローチャートに基づいて説明する。図１４及び図１５は、図６の定期処理ルーチンのＳ１２０において行われる本実施の形態におけるトルク低減制御処理ルーチンのフローチャートである。
【０１８６】
まず最初に、Ｓ７０１では、トルク信号入力手段９から出力されたトルク制御信号１とトルク制御信号２の読み込みが行われ、Ｓ７０２にてトルク制御信号１がLow である場合はＳ７０３へ移行し、Highである場合はＳ７２０へ移行する。
【０１８７】
Ｓ７０３では、トルク制御信号２がHighであるかLow であるかの判断が行われ、ここでトルク制御信号２がLow であると判断された場合は燃料カット制御により出力トルクを低減すべくＳ７０４へ移行し、Highであると判断された場合はトルク低減制御の初期段階であるとして点火時期のリタード制御により出力トルクを低減すべくＳ７１０へ移行する。
【０１８８】
Ｓ７０４からＳ７０８までは第２の実施の形態におけるＳ６０４からＳ６０８までと同様であり、Ｓ７１０からＳ７１２までは第１の実施の形態におけるＳ４１０からＳ４１２までと同様であり、Ｓ７２０からＳ７２３までは第１の実施の形態におけるＳ４２０からＳ４２３までと同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【０１８９】
Ｓ７３０では、アップシフト時における点火時期リタード制御を実行中であることを示すフラグがセットされているか否かの判断がなされ、フラグセットされている場合（セット）は、アップシフト時における点火時期復帰用リタード補正量を算出すべくＳ７３１へ移行し、フラグセットがクリアされている場合（クリア）は、Ｓ７４０へ移行する。
【０１９０】
Ｓ７４０では、ダウンシフト時における点火時期リタード制御を実行中であることを示すフラグがセットされているか否かの判断がなされ、フラグセットされている場合（セット）は、ダウンシフト時における点火時期復帰用リタード補正量を算出すべくＳ７４１へ移行し、フラグセットがクリアされている場合（クリア）は、Ｓ７５０へ移行する。
【０１９１】
Ｓ７３１からＳ７３４までは第１の実施の形態におけるＳ４３１からＳ４３４までと同様であり、Ｓ７４１からＳ７４４までは第１の実施の形態におけるＳ４４１からＳ４４４までと同様であるのでその詳細な説明を省略する。また、Ｓ７５０からＳ７６１までは第２の実施の形態におけるＳ６５０からＳ６６１までと同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【０１９２】
上記制御によれば、エンジン回転数が中・低回転領域内にあり、かつスロットル開度が所定開度以上のとき点火時期のリタード制御によるトルク低減処理が行われ、エンジン回転数が高回転領域内にあるときは燃料カット制御によるトルク低減処理に切り換えられる。そして、これらリタード制御と燃料カット制御に用いられる制御値は目標トルクに基づいて演算される。
【０１９３】
したがって、制御状況に応じてより精密でかつ幅広い出力トルクの低減を行うことができ、変速時に生ずる変速ショックをエンジン側の制御によって適切に低減でき、良好な運転フィーリングを得ることができる。
【０１９４】
次に、本発明の第４の実施の形態について図１６〜図１８を用いて説明する。本実施の形態において特徴的なことは、制御値の算出において目標トルクの代わりに予測トルクを用いることである。
【０１９５】
図１６は、本実施の形態におけるエンジン制御系の全体ブロック図である。上述の各実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。第３の実施の形態と異なるところは、アップシフト時点火時期リタード量演算手段５２、アップシフト時点火時期復帰補正量演算手段５３、ダウンシフト時点火時期リタード量演算手段５４、ダウンシフト時点火時期復帰補正量算出手段５５、燃料カットディレイタイマ１演算手段４４、燃料カットディレイタイマ２演算手段４５に、それぞれ目標トルクＴｅｉの代わりに予測トルクＴｅｓが入力されることである。
【０１９６】
また、噴射時期設定部４１は、予測トルクＴｅｓとエンジン回転数Ｎｅとに基づいてインジェクタ１０から燃料を噴射する噴射時期Ｔｉｎｊを算出設定し、点火時期設定部５０は、予測トルクＴｅｓとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて点火時期Ｔｉｇを算出設定する。これ以外については、第３の実施の形態と同様であるのでその詳細な説明は省略する。
【０１９７】
図１７は、予測トルク算出機能を説明するためのブロック図である。予測トルクの算出機能は、図示したように、目標トルク設定手段３１、制御目標値算出手段３３、推定値算出手段３４、予測値算出手段３６、及び予測トルク算出部３９により構成されている。
【０１９８】
予測トルク算出部３９は、エンジン運転状態に応じて選択される空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏまたは空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓのいずれか一方と、目標トルクＴｅｉ及び空気有効成分分圧制御目標値Ｐｍｏｓｉを用いて予測トルクＴｅｓを算出する。ここで、算出される予測トルクＴｅｓは、目標トルクＴｅｉに対して実際に実現される出力トルクを予測した値となる。
【０１９９】
図１８は、燃料・吸気・ＥＧＲ制御処理ルーチンのフローチャートである。上述の実施の形態と異なるところは、Ｓ２２０とＳ２３０との間に予測トルクＴｅｓを算出するＳ２２５が追加されていることである。Ｓ２２５では、予測トルク算出部３９の処理により、予測トルクＴｅｓの算出が行われる。ここで、予測トルクＴｅｓは、吸気管１ａ内の実際の圧力応答値と目標トルクを達成すべく設定された最終的な制御目標とされる圧力応答値との比を用いて、目標トルクＴｅｉを補正することによって算出される。
【０２００】
そして、その際に用いられる実際の空気有効成分分圧は、最終燃料噴射量Ｇｆｓの算出と同様に精度の高い予測トルクを算出すべく、燃料噴射制御方式がＬジェトロ型方式である場合には空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏが用いられ、Ａ／Ｆ優先型方式である場合には空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓが用いられる。具体的には、以下の(41)、(42)式により算出される。
【０２０１】
Ｔｅｓ＝Ｔｅｉ×（Ｐｍｏ／Ｐｍｏｓｉ）    …(41)
Ｔｅｓ＝Ｔｅｉ×（Ｐｍｏｓ／Ｐｍｏｓｉ）  …(42)
上記(41)、(42)式に示したように、予測トルクＴｅｓは、目標トルクＴｅｉを空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ若しくは空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓと空気有効成分分圧制御目標値Ｐｍｏｓｉとの比によって補正することによって算出される。これにより、さらに高精度の予測トルクＴｅｓを得ることができる。
【０２０２】
このように、目標トルクＴｅｉではなく、吸入遅れやアクチュエータ応答遅れ（制御遅れ）を加味した予測トルクＴｅｓを用いることにより、制御状態に精密に対応した最適なトルク低減制御を実現することができる。
【０２０３】
次に、本発明の参考例について図１９、図２０を用いて説明する。本参考例において特徴的なことは、上記各実施の形態は変速時に生ずる変速ショックを低減して良好な運転フィーリングを得ることを目的としてエンジン側の制御（トルク低減制御）を行うものであったが、本参考例は変速コントロールユニット１６による変速機１５の制御において予測トルクを用いることによりこの目的を達成するものである。
【０２０４】
図１９は、参考例におけるエンジン制御系の全体ブロック図である。上述の各実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【０２０５】
ＥＣＵ２０は、その内部にＤ／Ａコンバータ回路５６を備えている。Ｄ／Ａコンバータ回路５６は、予測トルク算出部３９から出力される予測トルクＴｅｓをアナログ電圧に変換し、エンジン負荷信号として変速コントロールユニット１６へ出力する。
【０２０６】
変速コントロールユニット１６は、このエンジン負荷信号を加味してエンジンの出力状態を演算し、オートマチックトランスミッション１５の変速制御を行う。エンジン負荷信号は、従来は吸入空気量や吸入管圧力が用いられていたが、本実施の形態では予測トルクＴｅｓが用いられる。
【０２０７】
図２０は、所定のプログラムサイクル毎に実行される定期処理ルーチンのフローチャートである。尚、上述の各実施の形態と同様のステップには図６と同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。本フローにおいて、上述の各実施の形態と異なるところは、図６のＳ１２０によるトルク低減制御処理は行われず、Ｓ１４０の後にエンジン負荷信号を変速コントロールユニット１６に出力するＳ１４５が設けられていることである。
【０２０８】
Ｓ１４５では、エンジン負荷信号の出力が行われる。ここで、Ｄ／Ａコンバータ回路５６により、予測トルク算出部３９から出力されたデジタル信号である予測トルクＴｅｓがアナログ信号に変換され、エンジン負荷信号として変速コントロールユニット１６に出力される。
【０２０９】
変速コントロールユニット１６では、予測トルクであるエンジン負荷信号を加味したエンジン出力状態が演算され、これに基づいてオートマチックトランスミッション１５の変速制御を行なう。
【０２１０】
したがって、例えば、リーンバーンの燃焼形態を実現可能なエンジンにおいて、リーンバーンを実現中でも複雑な演算を必要とすることなく、エンジン負荷信号を求めることができ、より正確なエンジンの出力状態を演算することができる。
【０２１１】
これにより、吸入空気量とエンジン出力との相関関係が取れないリーンバーン燃焼形態においてもオートマチックトランスミッション１５の最適な変速制御を行うことができる。この結果、変速コントロールユニット側の制御によって、変速時に生ずる変速ショックを低減することができ、良好な運転フィーリングを得ることができる。
【０２１２】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨内にて種々の変更または組み合わせが可能である。例えば、燃料カットを行う実施の形態においては、燃料カットを行う最多気筒数を２気筒に限定するものではなく、さらに増加させても良い。
【０２１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るエンジンの制御装置によれば、目標トルク若しくは予測トルクに基づいて演算した制御値を用いてトルク低減制御を行うことで、吸入空気量と出力トルクとの相関関係が取れないリーンバーン等の燃焼状態においても、新たな制御信号や複雑な演算処理を必要とすることなく、変速時における変速ショックを低減することができ、良好な運転フィーリングを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態におけるシステム概念図である。
【図２】  エンジン制御系の全体ブロック図である。
【図３】  燃料・吸気・ＥＧＲ制御部のブロック図である。
【図４】  吸気系モデルの説明図である。
【図５】  初期化ルーチンのフローチャートである。
【図６】  所定のプログラムサイクル毎に実行される定期処理ルーチンのフローチャートである。
【図７】  燃料・吸気・ＥＧＲ制御処理ルーチンのフローチャートである。
【図８】  トルク低減制御処理ルーチンのフローチャートである。
【図９】  トルク低減制御処理ルーチンのフローチャートである。
【図１０】  クランク角割り込みルーチンのフローチャートである。
【図１１】  第２の実施の形態におけるエンジン制御系の全体ブロック図である。
【図１２】  第２の実施の形態におけるトルク低減制御処理ルーチンのフローチャートである。
【図１３】  第３の実施の形態におけるエンジン制御系の全体ブロック図である。
【図１４】  第３の実施の形態におけるトルク低減制御処理ルーチンのフローチャートである。
【図１５】  第３の実施の形態におけるトルク低減制御処理ルーチンのフローチャートである。
【図１６】  第４の実施の形態におけるエンジン制御系の全体ブロック図である。
【図１７】  予測トルク算出機能を説明するためのブロック図である。
【図１８】  第４の実施の形態における燃料・吸気・ＥＧＲ制御処理ルーチンのフローチャートである。
【図１９】  参考例におけるエンジン制御系の全体ブロック図である。
【図２０】  参考例において所定のプログラムサイクル毎に実行される定期処理ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１      エンジン
９      トルク信号入力手段
１５    オートマチックトランスミッション
１６    変速コントロールユニット
２０    エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
３１    目標トルク算出部
３９    予測トルク算出部
４０    噴射パルス時間算出部
４１    噴射時期設定部
４２    噴射パルス発生部
４３    燃料カット制御手段
４４    燃料カットディレイタイマ１演算手段
４５    燃料カットディレイタイマ２演算手段
５０    点火時期設定部
５１    点火信号発生部
５２    アップシフト時点火時期リタード量演算手段
５３    アップシフト時点火時期復帰補正量演算手段
５４    ダウンシフト時点火時期リタード量演算手段
５５    ダウンシフト時点火時期復帰補正量演算手段
（５２〜５５：点火時期リタード補正量算出手段）
５６    Ｄ／Ａコンバータ回路（エンジン負荷信号出力手段）
Ｔｅｉ   目標トルク
Ｔｅｓ   予測トルク
T1DWN  燃料カットディレイタイマ（２気筒燃料カット判断基準時間）
T2DWN  燃料カットディレイタイマ（燃料カット解除基準時間）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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