(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の制御方法および制御装置に関し、二種の制御パラメータの要求値が機関燃焼安定領域にないときに、それらの要求値を修正することによって機関燃焼安定領域にある目標値を設定する場合において、各制御パラメータの要求値をそれぞれの重要度に応じて適切に目標値に反映させることを目的とする。【解決手段】本発明の内燃機関の制御方法は、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値を設定するステップと、両要求値に対応する要求運転点が機関燃焼安定領域に入るか否かを判別するステップと、第１制御パラメータと第２制御パラメータとの重要度の比を設定するステップと、要求運転点が機関燃焼安定領域にない場合に、機関燃焼安定領域に入る目標運転点を設定するべく、両要求値を重要度の比に基づいて修正することにより、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値を算出するステップとを備える。【選択図】図４
2009047097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関運転状態を規定する第１制御パラメータおよび第２制御パラメータのそれぞれについての要求値を設定する要求値設定ステップと、
前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値に対応する要求運転点が機関燃焼安定領域に入るか否かを判別する安定性判別ステップと、
前記第１制御パラメータと前記第２制御パラメータとの重要度の比を設定する重要度設定ステップと、
前記要求運転点が前記機関燃焼安定領域にない場合に、前記機関燃焼安定領域に入る目標運転点を設定するべく、前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値を前記重要度の比に基づいて修正することにより、前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値を算出する目標値算出ステップと、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項２】
前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータのうち、一方は空燃比であり、他方は点火時期がＭＢＴのときのトルクに対する効率であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御方法。
【請求項３】
前記重要度の比は、前記第１制御パラメータと前記第２制御パラメータとをそれぞれ座標軸とする２次元平面において、前記要求運転点を中心とする楕円の、一方の座標軸方向の半径と他方の座標軸方向の半径との比を表し、
前記目標値算出ステップでは、前記楕円と、前記機関燃焼安定領域の境界線との接点が前記目標運転点とされ、その点の座標が前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値として算出されることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御方法。
【請求項４】
前記目標値算出ステップでは、前記第１制御パラメータが前記第２制御パラメータに比して重要であるほど前記第１制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなり、前記第２制御パラメータが前記第１制御パラメータに比して重要であるほど前記第２制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなるように、両目標値が算出されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御方法。
【請求項５】
機関運転状態を規定する第１制御パラメータおよび第２制御パラメータのそれぞれについての要求値を設定する要求値設定手段と、
前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値に対応する要求運転点が機関燃焼安定領域に入るか否かを判別する安定性判別手段と、
前記第１制御パラメータと前記第２制御パラメータとの重要度の比を設定する重要度設定手段と、
前記要求運転点が前記機関燃焼安定領域にない場合に、前記機関燃焼安定領域に入る目標運転点を設定するべく、前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値を前記重要度の比に基づいて修正することにより、前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値を算出する目標値算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータのうち、一方は空燃比であり、他方は点火時期がＭＢＴのときのトルクに対する効率であることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記重要度の比は、前記第１制御パラメータと前記第２制御パラメータとをそれぞれ座標軸とする２次元平面において、前記要求運転点を中心とする楕円の、一方の座標軸方向の半径と他方の座標軸方向の半径との比を表し、
前記目標値算出手段は、前記楕円と、前記機関燃焼安定領域の境界線との接点を前記目標運転点とし、その点の座標を前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値として算出することを特徴とする請求項５または６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記目標値算出手段は、前記第１制御パラメータが前記第２制御パラメータに比して重要であるほど前記第１制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなり、前記第２制御パラメータが前記第１制御パラメータに比して重要であるほど前記第２制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなるように、両目標値を算出することを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項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、内燃機関の制御方法および制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−５２７６９号公報には、目標値設定変数の関数として駆動ユニットの少なくとも一つの出力変数が設定される車両駆動ユニットの制御方法において、駆動滑り制御や走行動特性制御等の種々の要求発生源から出される要求に予め優先順位を割り当て、この優先順位の順序で各要求を考慮する方法が開示されている。
【０００３】
また、特開平１１−２００９１５号公報には、機関の燃焼が不安定であると判断された場合に、空燃比や点火時期等を変更して燃焼の安定化を図る技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５２７６９号公報
【特許文献２】特開平１１−２００９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
機関燃焼不安定領域にある要求値が出された場合には、それらの要求値をそのまま目標値とすると、機関の燃焼あるいは運転が不安定になってしまう。このため、それらの要求値を修正して、機関燃焼安定領域に入るように目標値を決定することが必要となる。その場合に、特開２００４−５２７６９号公報のように優先順位の順序で目標値を決定すると、優先順位の低い制御パラメータの要求値が目標値にまったく反映されなくなるおそれがある。また、二つの制御パラメータの優先順位が等しい場合には、目標値を決定できないという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、二種の制御パラメータの要求値が機関燃焼安定領域にないときに、それらの要求値を修正することによって機関燃焼安定領域にある目標値を設定する場合において、各制御パラメータの要求値をそれぞれの重要度に応じて適切に目標値に反映させることのできる内燃機関の制御方法および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】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御方法であって、
機関運転状態を規定する第１制御パラメータおよび第２制御パラメータのそれぞれについての要求値を設定する要求値設定ステップと、
前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値に対応する要求運転点が機関燃焼安定領域に入るか否かを判別する安定性判別ステップと、
前記第１制御パラメータと前記第２制御パラメータとの重要度の比を設定する重要度設定ステップと、
前記要求運転点が前記機関燃焼安定領域にない場合に、前記機関燃焼安定領域に入る目標運転点を設定するべく、前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値を前記重要度の比に基づいて修正することにより、前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値を算出する目標値算出ステップと、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータのうち、一方は空燃比であり、他方は点火時期がＭＢＴのときのトルクに対する効率であることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記重要度の比は、前記第１制御パラメータと前記第２制御パラメータとをそれぞれ座標軸とする２次元平面において、前記要求運転点を中心とする楕円の、一方の座標軸方向の半径と他方の座標軸方向の半径との比を表し、
前記目標値算出ステップでは、前記楕円と、前記機関燃焼安定領域の境界線との接点が前記目標運転点とされ、その点の座標が前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値として算出されることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記目標値算出ステップでは、前記第１制御パラメータが前記第２制御パラメータに比して重要であるほど前記第１制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなり、前記第２制御パラメータが前記第１制御パラメータに比して重要であるほど前記第２制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなるように、両目標値が算出されることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、内燃機関の制御装置であって、
機関運転状態を規定する第１制御パラメータおよび第２制御パラメータのそれぞれについての要求値を設定する要求値設定手段と、
前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値に対応する要求運転点が機関燃焼安定領域に入るか否かを判別する安定性判別手段と、
前記第１制御パラメータと前記第２制御パラメータとの重要度の比を設定する重要度設定手段と、
前記要求運転点が前記機関燃焼安定領域にない場合に、前記機関燃焼安定領域に入る目標運転点を設定するべく、前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値を前記重要度の比に基づいて修正することにより、前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値を算出する目標値算出手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第５の発明において、
前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータのうち、一方は空燃比であり、他方は点火時期がＭＢＴのときのトルクに対する効率であることを特徴とする。
【００１３】
また、第７の発明は、第５または第６の発明において、
前記重要度の比は、前記第１制御パラメータと前記第２制御パラメータとをそれぞれ座標軸とする２次元平面において、前記要求運転点を中心とする楕円の、一方の座標軸方向の半径と他方の座標軸方向の半径との比を表し、
前記目標値算出手段は、前記楕円と、前記機関燃焼安定領域の境界線との接点を前記目標運転点とし、その点の座標を前記第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値として算出することを特徴とする。
【００１４】
また、第８の発明は、第５乃至第７の発明の何れかにおいて、
前記目標値算出手段は、前記第１制御パラメータが前記第２制御パラメータに比して重要であるほど前記第１制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなり、前記第２制御パラメータが前記第１制御パラメータに比して重要であるほど前記第２制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなるように、両目標値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値に対応する要求運転点が機関燃焼安定領域にない場合に、機関燃焼安定領域に入る目標運転点を設定するべく、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値をそれらの重要度の比に基づいて修正することにより、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値を算出することができる。従って、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値を、それぞれの重要度（優先度）に応じて、それぞれの目標値に適切に反映させることができる。このため、第１制御パラメータの要求値と第２の制御パラメータの要求値との何れか一方のみが過剰に満足され、他方が無視されるようなことがない。よって、機関燃焼安定領域に入るように第１制御パラメータおよび第２制御パラメータを修正する場合に、第１制御パラメータの修正量と第２制御パラメータの修正量とのバランスを運転フェーズや運転状態に応じた適切なものとすることができる。その結果、内燃機関に求められる各種の性能をバランス良く満足させることができる。
【００１６】
第２の発明によれば、空燃比と、点火時期がＭＢＴのときのトルクに対する効率とで機関燃焼安定領域が規定される場合において、上記効果を得ることができる。
【００１７】
第３の発明によれば、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの重要度の比は、第１制御パラメータと第２制御パラメータとをそれぞれ座標軸とする２次元平面において、要求運転点を中心とする楕円の、一方の座標軸方向の半径と他方の座標軸方向の半径との比を表しており、その楕円と、機関燃焼安定領域の境界線との接点を目標運転点とし、その点の座標を第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値として算出することができる。これにより、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの重要度の比を、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値に高精度に反映させることができるとともに、演算処理も簡単であるので演算負荷を軽減することができる。
【００１８】
第４の発明によれば、第１制御パラメータが第２制御パラメータに比して重要であるほど第１制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなり、第２制御パラメータが第１制御パラメータに比して重要であるほど第２制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなるように、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値を算出することができる。これにより、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの重要度の比を、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値に更に適切に反映させることができる。
【００１９】
第５の発明によれば、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値に対応する要求運転点が機関燃焼安定領域にない場合に、機関燃焼安定領域に入る目標運転点を設定するべく、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値をそれらの重要度の比に基づいて修正することにより、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値を算出することができる。従って、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの要求値を、それぞれの重要度（優先度）に応じて、それぞれの目標値に適切に反映させることができる。このため、第１制御パラメータの要求値と第２の制御パラメータの要求値との何れか一方のみが過剰に満足され、他方が無視されるようなことがない。よって、機関燃焼安定領域に入るように第１制御パラメータおよび第２制御パラメータを修正する場合に、第１制御パラメータの修正量と第２制御パラメータの修正量とのバランスを運転フェーズや運転状態に応じた適切なものとすることができる。その結果、内燃機関に求められる各種の性能をバランス良く満足させることができる。
【００２０】
第６の発明によれば、空燃比と、点火時期がＭＢＴのときのトルクに対する効率とで機関燃焼安定領域が規定される場合において、上記効果を得ることができる。
【００２１】
第７の発明によれば、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの重要度の比は、第１制御パラメータと第２制御パラメータとをそれぞれ座標軸とする２次元平面において、要求運転点を中心とする楕円の、一方の座標軸方向の半径と他方の座標軸方向の半径との比を表しており、その楕円と、機関燃焼安定領域の境界線との接点を目標運転点とし、その点の座標を第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値として算出することができる。これにより、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの重要度の比を、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値に高精度に反映させることができるとともに、演算処理も簡単であるので演算負荷を軽減することができる。
【００２２】
第８の発明によれば、第１制御パラメータが第２制御パラメータに比して重要であるほど第１制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなり、第２制御パラメータが第１制御パラメータに比して重要であるほど第２制御パラメータの要求値と目標値との差が小さくなるように、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値を算出することができる。これにより、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの重要度の比を、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータの目標値に更に適切に反映させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の気筒数や気筒配置は、特に限定されるものではない。
【００２４】
内燃機関１０の気筒には、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には、吸入空気量GAを検出するエアフローメータ１６が配置されている。エアフローメータ１６の下流には、スロットル弁１８が配置されている。スロットル弁１８は、アクセル開度等に基づいてスロットルモータ２０により駆動される電子制御式のバルブである。スロットル弁１８の近傍には、その開度を検出するためのスロットルポジションセンサ２２が配置されている。アクセル開度は、アクセルペダルの近傍に設けられたアクセルポジションセンサ２４によって検出される。
【００２５】
内燃機関１０の気筒には、吸気ポート１１内に燃料を噴射するための燃料インジェクタ２６が配置されている。なお、内燃機関１０は、図示のようなポート噴射式のものに限らず、燃料を筒内に直接に噴射する筒内直接噴射式のものや、ポート噴射と筒内噴射とを併用するものであってもよい。内燃機関１０の気筒には、更に、吸気弁２８、点火プラグ３０、および排気弁３２が設けられている。
【００２６】
内燃機関１０のクランク軸３６の近傍には、クランク軸３６の回転角を検出するためのクランク角センサ３８が取り付けられている。クランク角センサ３８の出力によれば、クランク軸３６の回転位置や機関回転数NEなどを検知することができる。
【００２７】
内燃機関１０の排気通路１４の途中には、排気ガスを浄化するための触媒４０が設けられている。触媒４０の種類は特に限定されず、例えば、三元触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、選択還元型ＮＯｘ触媒、酸化触媒など、いかなるものでもよい。また、触媒４０の上流側や下流側に他の触媒が配置されていてもよい。
【００２８】
触媒４０の下流側の排気通路１４には、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ４２が設置されている。なお、空燃比センサ４２は、触媒４０の上流側に設置されていてもよい。
【００２９】
本実施形態のシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を更に備えている。ＥＣＵ５０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、それらのセンサ出力に基づいて、内燃機関１０の運転状態を制御する。
【００３０】
図２は、ＥＣＵ５０が内燃機関１０の空燃比A/Fおよび効率を制御する場合の機能ブロック図である。なお、本明細書において、「効率」とは、点火時期がＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque）であるときのトルクを１としたときの要求トルク（または目標トルク）の割合、つまりトルク効率を意味するものとする。すなわち、点火時期をＭＢＴに設定する場合には、効率は１となる。そして、点火時期をＭＢＴから遅角するほど、効率は低下する。
【００３１】
内燃機関１０において、効率を低下させると、排気エネルギーが増大し、排気温度を高くすることができる。このため、効率を制御すると、例えば触媒４０の暖機制御などを精度良く行うことができる。
【００３２】
ＥＣＵ５０は、複数の制御ロジックを有しており、各制御ロジックは、各自の観点（目的）から、空燃比A/Fおよび効率に対する要求を発する。その制御ロジックとして、本実施形態では、図２に示すように、エミッション低減を目的として要求を発するエミッション制御ロジック５２と、ドライバビリティの向上を目的として要求を発するドライバビリティ制御ロジック５４と、燃費低減を目的として要求を発する燃費制御ロジック５６とがあるものとする。
【００３３】
各制御ロジックは、空燃比A/Fおよび効率のそれぞれについての要求値または要求範囲を上記要求として出力する。なお、本発明では、図示の構成に限らず、各制御ロジックが別々のＥＣＵによって実現されるようになっていてもよい。つまり、複数の要求が別々のＥＣＵから発せられるようになっていてもよい。
【００３４】
上記各制御ロジックから発せられた要求は、調停部５８に集約される。調停部５８は、それらの要求を所定の規則に従って調停することにより、空燃比A/Fおよび効率のそれぞれについての要求値（調停後要求値）を出力する。
【００３５】
調停部５８から出力された空燃比要求値および効率要求値は、修正部６０にて、必要に応じて修正される。この修正の内容については後述する。修正部６０は、空燃比要求値および効率要求値を必要に応じて修正することにより、空燃比目標値および効率目標値を出力する。
【００３６】
目標値変換部６２は、修正部６０から出力された空燃比目標値および効率目標値を、それを実現するために必要なアクチュエータへの指示値に変換する。本実施形態の場合には、このアクチュエータ指示値とは、燃料インジェクタ２６からの燃料噴射量と、スロットル弁１８の開度（以下「スロットル開度」という）と、点火プラグ３０での点火時期である。アクチュエータ制御部６４は、目標値変換部６２により算出された燃料噴射量、スロットル開度、および点火時期が実現されるように、燃料インジェクタ２６、スロットル弁１８および点火プラグ３０の作動を制御する。
【００３７】
図３は、空燃比A/Fを横軸、効率を縦軸とした２次元平面における機関燃焼安定領域を示すマップである。図３中に示す燃焼限界曲線は、機関燃焼安定領域と機関燃焼不安定領域との境界線である。図３中で燃焼限界曲線より下側の機関燃焼不安定領域は、失火のおそれがあったり、トルク変動が許容値を超えるおそれがあったり、あるいは排気温度が高くなり過ぎて触媒４０にダメージを与えるおそれがあったりするなどの理由により、内燃機関１０の燃焼（運転）を安定して行うことができない領域である。これに対し、図３中で燃焼限界曲線より上側の機関燃焼安定領域（燃焼限界曲線上を含む）は、それらの不都合がなく、内燃機関１０の燃焼（運転）を安定して行うことができる領域である。
【００３８】
調停部５８から出力される空燃比要求値および効率要求値に対応する運転点（以下「要求運転点」と称する）が機関燃焼安定領域にある場合には、それらの要求値をそのまま空燃比目標値および効率目標値としても、問題はない。しかしながら、図３に示す例のように、要求運転点が機関燃焼不安定領域にある場合には、空燃比要求値および効率要求値をそのまま空燃比目標値および効率目標値にすると、内燃機関１０が機関燃焼不安定領域で運転されてしまう。よって、機関燃焼不安定領域に入ることを回避するため、修正部６０による目標値の修正が必要となる。
【００３９】
この修正において、仮に、空燃比要求値を優先して実現させるべく、空燃比要求値をそのまま空燃比目標値とし、効率要求値のみを修正するとした場合には、空燃比目標値および効率目標値に対応する運転点（以下「目標運転点」と称する）は図３中の点Ａとなる。この点Ａを目標運転点とすると、効率要求値と効率目標値との乖離が大きくなってしまうので、触媒暖機制御等に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００４０】
逆に、効率要求値を優先して実現させるべく、効率要求値をそのまま効率目標値とし、空燃比要求値のみを修正するとした場合には、目標運転点は図３中の点Ｂとなる。この点Ｂを目標運転点とすると、空燃比要求値と空燃比目標値との乖離が大きくなってしまうので、触媒４０での排気浄化率等に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００４１】
そこで、本実施形態では、修正部６０は、次のようにして、空燃比要求値および効率要求値を修正することとした。図４および図５は、本実施形態における空燃比要求値および効率要求値の修正方法を説明するための図である。これらの図に示すように、本実施形態では、空燃比A/Fと効率とをそれぞれ座標軸とする２次元平面において、各座標軸の方向を長軸方向および短軸方向とする楕円と、燃焼限界曲線との接点を目標運転点とすることとした。すなわち、修正部６０は、上記接点の座標を、空燃比目標値および効率目標値として算出する。
【００４２】
以下、上記楕円の横軸（空燃比座標軸）方向の長さをａとし、縦軸（効率座標軸）方向の長さをｂとする。ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の運転フェーズがいかなるフェーズにあるか（例えば、触媒暖機フェーズ、エミッション優先フェーズ、燃費優先フェーズ、トルク優先フェーズ等）や、機関回転数、機関負荷等に応じて、ａ：ｂ（あるいは、ａ／ｂまたはｂ／ａの値）を設定することにより、上記楕円の形状を変化させる。
【００４３】
例えば、図４に示すように、楕円の形状を縦長とした場合には、効率要求値と効率目標値との差は比較的大きくなるが、空燃比要求値と空燃比目標値との差は比較的小さくすることができる。例えばエミッション優先フェーズにおいては、触媒４０で高い排気浄化率を得るために、空燃比目標値を空燃比要求値から乖離させたくないという要請がある。そこで、そのような場合には、図４に示すように、楕円の形状が縦長となるようにａ：ｂを設定する（ａ＜ｂとする）ことにより、上記の要請に応えることができる。この場合、ａ／ｂの値を小さくするほど、空燃比要求値と空燃比目標値との差を小さくすることができる。よって、空燃比要求値の優先度が効率要求値の優先度に比して大きい状況であるほど、ａ／ｂの値を小さく設定することにより、空燃比要求値および効率要求値をそれらの優先度に応じて適切に空燃比目標値および効率目標値に反映させることができる。
【００４４】
これに対し、図５に示すように、楕円の形状を横長とした場合には、空燃比要求値と空燃比目標値との差は比較的大きくなるが、効率要求値と効率目標値との差は比較的小さくすることができる。例えば触媒暖機フェーズにおいては、効率を低下させて排気エネルギーを増大させることによって触媒４０を早期に暖機するために、効率目標値を効率要求値から乖離させたくないという要請がある。そこで、そのような場合には、図５に示すように、楕円の形状が横長となるようにａ：ｂを設定する（ａ＞ｂとする）ことにより、上記の要請に応えることができる。この場合、ａ／ｂの値を大きくするほど、効率要求値と効率目標値との差を小さくすることができる。よって、効率要求値の優先度が空燃比求値の優先度に比して大きい状況であるほど、ａ／ｂの値を大きく設定することにより、空燃比要求値および効率要求値をそれらの優先度に応じて適切に空燃比目標値および効率目標値に反映させることができる。
【００４５】
図６は、修正部６０が上記の手法に基づいて空燃比目標値および効率目標値を算出する場合の具体的処理の例を説明するための図である。ここでは、横軸（空燃比座標軸）をｘ軸、縦軸（効率座標軸）をｙ軸として説明する。まず、空燃比要求値をｃ、効率要求値をｄとすると、楕円の方程式は次式で表される。
（ｘ−ｃ）2／ａ2＋（ｙ−ｄ）2／ｂ2＝１    ・・・（１）
【００４６】
次いで、燃焼限界曲線の一部は、１次式で近似することができる。その１次式を次式で表す。
ｙ＝ｅｘ＋ｆ    ・・・（２）
【００４７】
また、ＥＣＵ５０により設定されるａ：ｂの値（ａ／ｂ）をｇとすると、次式が成り立つ。
ａ＝ｇｂ    ・・・（３）
【００４８】
ここで、ｃ〜ｇの値は既知である。よって、上記（１）式と上記（２）式との接点を求めるには、まず、上記（１）〜（３）式を連立し、ｙおよびｂを消去する。これにより、未知数ａを含むｘの２次方程式が得られる。上記（１）式と上記（２）式とが接点を持つので、この２次方程式は重解を有する。よって、この２次方程式の判別式をゼロと置くことにより、ａの値を求めることができる。そのａの値を用いれば、上記（１）式と上記（２）式との接点である目標運転点の座標、すなわち、空燃比目標値および効率目標値を算出することができる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態によれば、空燃比の優先度（重要度）と効率の優先度（重要度）とが内燃機関１０の運転フェーズや運転状態に応じて変化する場合に、それに対応してａ：ｂの値を適宜設定することにより、空燃比要求値と効率要求値とを、それぞれの優先度に応じて、空燃比目標値および効率目標値に適切に反映させることができる。このため、空燃比要求値と効率要求値との何れか一方のみが過剰に満足され、他方が無視されるようなことがない。よって、機関燃焼安定領域に入るように内燃機関１０の空燃比と効率とを修正する場合に、空燃比の修正量と効率の修正量とのバランスを運転フェーズや運転状態に応じた適切なものとすることができる。その結果、内燃機関１０に求められる各種の性能をバランス良く満足させることができる。
【００５０】
なお、上述した実施の形態１においては、調停部５８により前記第５の発明における「要求値設定手段」が、修正部６０が図３等に示すマップに基づいて要求運転点が機関燃焼安定領域にあるか否かを判別することにより前記第５の発明における「安定性判別手段」が、ＥＣＵ５０がａ：ｂを運転フェーズや運転状態に基づいて設定することにより前記第５の発明における「重要度設定手段」が、修正部６０が図４乃至図６を参照して説明したような手法によって空燃比目標値および効率目標値を算出することにより前記第５の発明における「目標値算出手段」が、それぞれ実現されている。
【００５１】
また、上述した実施の形態１においては、前記第１の発明における「第１の制御パラメータ」および「第２の制御パラメータ」が空燃比A/Fおよび効率である場合について説明したが、本発明における「第１の制御パラメータ」および「第２の制御パラメータ」はこれらに限定されるものではなく、例えば、吸気弁あるいは排気弁の開弁特性、ＥＧＲ率、トルクなど、いかなるパラメータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】ＥＣＵが内燃機関の空燃比および効率を制御する場合の機能ブロック図である。
【図３】空燃比を横軸、効率を縦軸とした２次元平面における機関燃焼安定領域を示すマップである。
【図４】本発明の実施の形態１における空燃比要求値および効率要求値の修正方法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１における空燃比要求値および効率要求値の修正方法を説明するための図である。
【図６】修正部が空燃比目標値および効率目標値を算出する場合の具体的処理の例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  排気通路
１８  スロットル弁
２６  燃料インジェクタ
３０  点火プラグ
４０  触媒
４２  空燃比センサ
５０  ＥＣＵ
【図１】
2009047097.tif 000003
【図２】
2009047097.tif 000004
【図３】
2009047097.tif 000005
【図４】
2009047097.tif 000006
【図５】
2009047097.tif 000007
【図６】
2009047097.tif 000008