(57)【要約】【課題】目標トルクを精度良く実現することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】排気行程前の時刻ｔ１１において、目標トルクに基づいて目標スロットル開度が算出される。時刻ｔ１２〜時刻ｔ１３において、時刻ｔ１１で算出された目標スロットル開度に実スロットル開度が変更される。その後の吸気行程の時刻ｔ１４において、目標トルクが減少する。その後の圧縮行程の時刻ｔ１８において、最新（減少後）の目標トルクに基づいて、目標点火時期が算出される。【選択図】図３
2009041528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを推定するトルク推定手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを調整可能な第１調整手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを前記第１調整手段に比して高い応答性で調整可能な第２調整手段と、
第１タイミングでの目標トルクに基づいて前記第１調整手段の制御量を設定し、該第１タイミングより後の第２タイミングでの目標トルクと該第２タイミングで推定されたトルクとに基づいて前記第２調整手段の制御量を設定する制御量設定手段とを備え、
前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃焼の１サイクル以内であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを調整可能な第１調整手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを、前記第１調整手段に比して高い応答性で調整可能な第２調整手段と、
第１タイミングでの目標トルクに基づいて前記第１調整手段の制御量を設定し、該第１タイミングより後の第２タイミングでの目標トルクに基づいて前記第２調整手段の制御量を設定する制御量設定手段とを備え、
前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃焼の１サイクル以内であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関の目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを推定するトルク推定手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを調整可能な第１調整手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを、前記第１調整手段に比して高い応答性で調整可能な第２調整手段と、
第１タイミングでの目標トルクに基づいて前記第１調整手段の制御量を設定し、該第１タイミングより後の第２タイミングで推定されたトルクに基づいて前記第２調整手段の制御量を設定する制御量設定手段とを備え、
前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃焼の１サイクル以内であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御量設定手段は、前記第２タイミングより後の第３タイミングでの目標トルクと該第３タイミングで推定されたトルクとに基づいて前記第２調整手段の制御量を更に設定し、
前記第１タイミングから前記第３タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃料の１サイクル以内であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１から３の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御量設定手段は、前記第２タイミングより後の第３タイミングでの目標トルクに基づいて前記第２調整手段の制御量を更に設定し、
前記第１タイミングから前記第３タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃料の１サイクル以内であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１から３の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御量設定手段は、前記第２タイミングより後の第３タイミングで推定されたトルクに基づいて前記第２調整手段の制御量を更に設定し、
前記第１タイミングから前記第３タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃料の１サイクル以内であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関はリーン燃焼が可能であり、
前記内燃機関の運転モードを判定する運転モード判定手段を更に備え、
前記制御量設定手段は、前記運転モードを考慮して、前記第２調整手段の制御量を設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項１から６の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記第２調整手段は、燃料噴射手段と点火手段を有し、
前記制御量設定手段は、前記第２もしくは第３タイミングで設定される前記燃料噴射手段の制御量により空燃比が所定値より小さくなる場合には、前記第２もしくは第３タイミングで前記点火手段の制御量を優先して設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御量設定手段は、
前記第２調整手段の制御量が実現可能であるか否かを判定する判定手段を有し、
前記点火手段の制御量を優先して設定する場合であっても、該判定手段により前記点火手段の制御量が実現不可能であると判定された場合には、前記第２もしくは第３タイミングで前記燃料噴射手段の制御量を設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
請求項１から６の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記第２調整手段は、燃料噴射手段と、排気バルブの開弁特性を変更可能な排気系可変動弁機構とを有し、
前記制御量設定手段は、前記第２もしくは第３タイミングで設定される前記燃料噴射手段の制御量により空燃比が所定値より小さくなる場合には、前記第２もしくは第３タイミングで前記排気系可変動弁機構の制御量を優先して設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御量設定手段は、
前記第２調整手段の制御量が実現可能であるか否かを判定する判定手段を有し、
前記排気系可変動弁機構の制御量を優先して設定する場合であっても、該判定手段により前記排気系可変動弁機構の制御量が実現不可能であると判定された場合には、前記第２もしくは第３タイミングで前記燃料噴射手段の制御量を設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
請求項１から６の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記第２調整手段は、点火手段と、吸気バルブの開弁特性を変更可能な吸気系可変動弁機構とを有し、
前記制御量設定手段は、前記第２もしくは第３タイミングで前記点火手段の制御量を優先して設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御量設定手段は、
前記第２調整手段の制御量が実現可能であるか否かを判定する判定手段を有し、
前記点火手段の制御量を優先して設定する場合であっても、該判定手段により前記点火手段の制御量が実現不可能であると判定された場合には、前記第２もしくは第３タイミングで前記吸気系可変動弁機構の制御量を設定することを特徴とする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係り、特に、内燃機関の目標トルクの実現に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の目標トルク値を、スロットル弁の制御により実現する目標値と、点火時期や燃料噴射量等の制御により実現する目標値とに分割する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特表平１１−５０９９１０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、上記特許文献１の装置では、スロットル開度や点火時期等の制御量が同時に設定される。このため、制御量が設定された後に、外乱や内燃機関の構成部品のバラツキ等の影響により目標トルクが変化した場合には、目標トルクを精度良く実現することができない可能性がある。
また、スロットルバルブを開操作した後に目標トルクが減少した場合には、目標トルクを精度良く実現することができない可能性がある。
【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、目標トルクを精度良く実現することが可能な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、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを推定するトルク推定手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを調整可能な第１調整手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを前記第１調整手段に比して高い応答性で調整可能な第２調整手段と、
第１タイミングでの目標トルクに基づいて前記第１調整手段の制御量を設定し、該第１タイミングより後の第２タイミングでの目標トルクと該第２タイミングで推定されたトルクとに基づいて前記第２調整手段の制御量を設定する制御量設定手段とを備え、
前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃焼の１サイクル以内であることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを調整可能な第１調整手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを、前記第１調整手段に比して高い応答性で調整可能な第２調整手段と、
第１タイミングでの目標トルクに基づいて前記第１調整手段の制御量を設定し、該第１タイミングより後の第２タイミングでの目標トルクに基づいて前記第２調整手段の制御量を設定する制御量設定手段とを備え、
前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃焼の１サイクル以内であることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の目標トルクを取得する目標トルク取得手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを推定するトルク推定手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを調整可能な第１調整手段と、
前記内燃機関で発生するトルクを、前記第１調整手段に比して高い応答性で調整可能な第２調整手段と、
第１タイミングでの目標トルクに基づいて前記第１調整手段の制御量を設定し、該第１タイミングより後の第２タイミングで推定されたトルクに基づいて前記第２調整手段の制御量を設定する制御量設定手段とを備え、
前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃焼の１サイクル以内であることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第１から第３の何れかの発明において、
前記制御量設定手段は、前記第２タイミングより後の第３タイミングでの目標トルクと該第３タイミングで推定されたトルクとに基づいて前記第２調整手段の制御量を更に設定し、
前記第１タイミングから前記第３タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃料の１サイクル以内であることを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１から第３の何れかの発明において、
前記制御量設定手段は、前記第２タイミングより後の第３タイミングでの目標トルクに基づいて前記第２調整手段の制御量を更に設定し、
前記第１タイミングから前記第３タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃料の１サイクル以内であることを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第１から第３の何れかの発明において、
前記制御量設定手段は、前記第２タイミングより後の第３タイミングで推定されたトルクに基づいて前記第２調整手段の制御量を更に設定し、
前記第１タイミングから前記第３タイミングまでの期間は、前記内燃機関の燃料の１サイクル以内であることを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、第１から第６の何れかの発明において、
前記内燃機関はリーン燃焼が可能であり、
前記内燃機関の運転モードを判定する運転モード判定手段を更に備え、
前記制御量設定手段は、前記運転モードを考慮して、前記第２調整手段の制御量を設定することを特徴とする。
【００１３】
また、第８の発明は、第１から第６の何れかの発明において、
前記第２調整手段は、燃料噴射手段と点火手段を有し、
前記制御量設定手段は、前記第２もしくは第３タイミングで設定される前記燃料噴射手段の制御量により空燃比が所定値より小さくなる場合には、前記第２もしくは第３タイミングで前記点火手段の制御量を優先して設定することを特徴とする。
【００１４】
また、第９の発明は、第８の発明において、
前記制御量設定手段は、
前記第２調整手段の制御量が実現可能であるか否かを判定する判定手段を有し、
前記点火手段の制御量を優先して設定する場合であっても、該判定手段により前記点火手段の制御量が実現不可能であると判定された場合には、前記第２もしくは第３タイミングで前記燃料噴射手段の制御量を設定することを特徴とする。
【００１５】
また、第１０の発明は、第１から第６の何れかの発明において、
前記第２調整手段は、燃料噴射手段と、排気バルブの開弁特性を変更可能な排気系可変動弁機構とを有し、
前記制御量設定手段は、前記第２もしくは第３タイミングで設定される前記燃料噴射手段の制御量により空燃比が所定値より小さくなる場合には、前記第２もしくは第３タイミングで前記排気系可変動弁機構の制御量を優先して設定することを特徴とする。
【００１６】
また、第１１の発明は、第１０の発明において、
前記制御量設定手段は、
前記第２調整手段の制御量が実現可能であるか否かを判定する判定手段を有し、
前記排気系可変動弁機構の制御量を優先して設定する場合であっても、該判定手段により前記排気系可変動弁機構の制御量が実現不可能であると判定された場合には、前記第２もしくは第３タイミングで前記燃料噴射手段の制御量を設定することを特徴とする。
【００１７】
また、第１２の発明は、第１から第６の何れかの発明において、
前記第２調整手段は、点火手段と、吸気バルブの開弁特性を変更可能な吸気系可変動弁機構とを有し、
前記制御量設定手段は、前記第２もしくは第３タイミングで前記点火手段の制御量を優先して設定することを特徴とする。
【００１８】
また、第１３の発明は、第１２の発明において、
前記制御量設定手段は、
前記第２調整手段の制御量が実現可能であるか否かを判定する判定手段を有し、
前記点火手段の制御量を優先して設定する場合であっても、該判定手段により前記点火手段の制御量が実現不可能であると判定された場合には、前記第２もしくは第３タイミングで前記吸気系可変動弁機構の制御量を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明では、第１タイミングで第１調整手段の制御量が設定された後、第２タイミングで、第１調整手段よりも高いトルク応答性を有する第２調整手段の制御量が設定される。第１タイミングから第２タイミングまでの期間は、内燃機関の燃焼の１サイクル以内である。これにより、第１調整手段の制御量が設定された後、燃焼の１サイクル以内に目標トルクが変化した場合であっても、第２調整手段の制御量により目標トルクを実現することができる。さらに、第２調整手段の制御量は第２タイミングでの目標トルクと推定トルクに基づいて設定されるため、目標トルクを精度良く実現することができる。
【００２０】
第２の発明では、第１タイミングで第１調整手段の制御量が設定された後、第２タイミングで、第１調整手段よりも高いトルク応答性を有する第２調整手段の制御量が設定される。第１タイミングから第２タイミングまでの期間は、内燃機関の燃焼の１サイクル以内である。これにより、第１調整手段の制御量が設定された後、燃焼の１サイクル以内に目標トルクが変化した場合であっても、第２調整手段の制御量により目標トルクを実現することができる。さらに、第２調整手段の制御量は第２タイミングでの目標トルクに基づいて設定されるため、目標トルクを精度良く実現することができる。
【００２１】
第３の発明によれば、第１タイミングで第１調整手段の制御量が設定された後、第２タイミングで、第１調整手段よりも高いトルク応答性を有する第２調整手段の制御量が設定される。第１タイミングから第２タイミングまでの期間は、内燃機関の燃焼の１サイクル以内である。これにより、第１調整手段の制御量が設定された後、燃焼の１サイクル以内に目標トルクが変化した場合であっても、第２調整手段の制御量により目標トルクを実現することができる。さらに、第２調整手段の制御量は第２タイミングでの推定トルクに基づいて設定されるため、目標トルクを精度良く実現することができる。
【００２２】
第４の発明によれば、第２タイミングで第２調整手段の制御量が設定された後、第３タイミングで、第２調整手段の制御量が更に設定される。第１タイミングから第３タイミングまでの期間は、内燃機関の燃焼の１サイクル以内である。これにより、第１調整手段の制御量が設定された後、燃焼の１サイクル以内に目標トルクが変化した場合であっても、第２もしくは第３タイミングで設定される第２調整手段の制御量により目標トルクを実現することができる。さらに、第３タイミングでの目標トルクと推定トルクに基づいて第２調整手段の制御量が設定されるため、目標トルクを精度良く実現することができる。
【００２３】
第５の発明によれば、第２タイミングで第２調整手段の制御量が設定された後、第３タイミングで、第２調整手段の制御量が更に設定される。第１タイミングから第３タイミングまでの期間は、内燃機関の燃焼の１サイクル以内である。これにより、第１調整手段の制御量が設定された後、燃焼の１サイクル以内に目標トルクが変化した場合であっても、第２もしくは第３タイミングで設定される第２調整手段の制御量により目標トルクを実現することができる。さらに、第３タイミングでの目標トルクに基づいて第２調整手段の制御量が設定されるため、目標トルクを精度良く実現することができる。
【００２４】
第６の発明によれば、第２タイミングで第２調整手段の制御量が設定された後、第３タイミングで、第２調整手段の制御量が更に設定される。第１タイミングから第３タイミングまでの期間は、内燃機関の燃焼の１サイクル以内である。これにより、第１調整手段の制御量が設定された後、燃焼の１サイクル以内に目標トルクが変化した場合であっても、第２もしくは第３タイミングで設定される第２調整手段の制御量により目標トルクを実現することができる。さらに、第３タイミングでの推定トルクに基づいて第２調整手段の制御量が設定されるため、目標トルクを精度良く実現することができる。
【００２５】
第７の発明では、リーン燃焼が可能な内燃機関の運転モードを考慮して、第２もしくは第３タイミングで第２調整手段の制御量が設定される。よって、第７の発明によれば、運転モードを実現しつつ、目標トルクを精度良く実現することができる。
【００２６】
第８の発明では、第２もしくは第３タイミングで設定される燃料噴射手段の制御量により空燃比が所定値より小さくなる場合には、第２もしくは第３タイミングで点火手段の制御量が優先して設定される。よって、エミッション特性の悪化を抑制しつつ、目標トルクを精度良く実現することができる。
【００２７】
第９の発明では、点火手段の制御量を優先して設定する場合であっても、点火手段の制御量が実現不可能であると判定された場合には、第２もしくは第３タイミングで前記燃料噴射手段の制御量が設定される。よって、触媒を保護しつつ、目標トルクを精度良く確実に実現することができる。
【００２８】
第１０の発明では、第２もしくは第３タイミングで設定される燃料噴射手段の制御量により空燃比が所定値より小さくなる場合には、第２もしくは第３タイミングで排気系可変動弁機構の制御量が優先して設定される。よって、エミッション特性の悪化を抑制しつつ、目標トルクを精度良く実現することができる。
【００２９】
第１１の発明では、排気系可変動弁機構の制御量を優先して設定する場合であっても、排気系可変動弁機構の制御量が実現不可能であると判定された場合には、第２もしくは第３タイミングで燃料噴射手段の制御量が設定される。よって、エミッション特性の悪化を多少許容しつつ、目標トルクを精度良く確実に実現することができる。
【００３０】
第１２の発明では、第２もしくは第３タイミングで点火手段の制御量が優先して設定される。点火手段の制御は、吸気系可変動弁機構の制御に比して高い空燃比制御性を有する。よって、第１２の発明によれば、エミッション特性の悪化を抑制しつつ、目標トルクを精度良く実現することができる。
【００３１】
第１３の発明では、点火手段の制御量を優先して設定する場合であっても、例えば、ＯＴの観点等により点火手段の制御量が実現不可能であると判定された場合には、第２もしくは第３タイミングで吸気系可変動弁機構の制御量が設定される。よって、触媒を保護しつつ、目標トルクを精度良く確実に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明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。
【００３３】
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によるシステムの構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、車両に搭載される内燃機関１としての火花点火式ガソリンエンジン（以下「エンジン」という。）を備えている。エンジン１は、複数の気筒２を有している。図１には、複数気筒のうちの１気筒のみを示している。
【００３４】
エンジン１は、内部にピストン４を有するシリンダブロック６を備えている。ピストン４は、クランク機構を介してクランク軸８と接続されている。クランク軸８の近傍には、クランク角センサ１０が設けられている。クランク角センサ１０は、クランク軸８の回転角度（クランク角CA）を検出するように構成されている。
【００３５】
シリンダブロック６の上部にはシリンダヘッド１２が組み付けられている。ピストン４上面からシリンダヘッド１２までの空間は燃焼室１４を形成している。シリンダヘッド１２には、燃焼室１４内の混合気に点火する点火プラグ１８が設けられている。
【００３６】
シリンダヘッド１２は、燃焼室１４と連通する吸気ポート２０を備えている。吸気ポート２０と燃焼室１４との接続部には吸気バルブ２２が設けられている。吸気バルブ２２には、吸気バルブ２２の開弁特性（開閉弁時期、リフト量）を変更可能な可変動弁機構２４が設けられている。
【００３７】
吸気ポート２０には、該吸気ポート２０近傍に燃料を噴射するインジェクタ２６が設けられている。吸気ポート２０には、吸気通路２８が接続されている。吸気通路２８の途中にはサージタンク３０が設けられている。サージタンク３０の上流にはスロットルバルブ３２が設けられている。スロットルバルブ３２は、スロットルモータ３４により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ３２は、アクセル開度センサ３８により検出されるアクセル開度AAに基づいて駆動されるものである。スロットルバルブ３２の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットル開度センサ３６が設けられている。
【００３８】
スロットルバルブ３２の上流には、エアフロメータ４０が設けられている。エアフロメータ４０は、吸入空気量（以下「吸気量」と略する。）Gaを検出するように構成されている。
【００３９】
また、シリンダヘッド１２は、燃焼室１４と連通する排気ポート４２を備えている。排気ポート４２と燃焼室１４との接続部には排気バルブ４４が設けられている。排気バルブ４４には、排気バルブ４４の開弁特性（開弁時期、リフト量）を変更可能な可変動弁機構４６が設けられている。排気ポート４２には排気通路４８が接続されている。排気通路４８には、排気ガスを浄化する排気浄化触媒（以下「触媒」と略する。）５０が設けられている。触媒５０上流には、排気空燃比を検出する空燃比センサ５４が設けられている。
【００４０】
本実施の形態のシステムは、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。ＥＣＵ６０の出力側には、点火プラグ１８、インジェクタ２６、可変動弁機構２４，４６、スロットルモータ３４等が接続されている。ＥＣＵ６０の入力側には、クランク角センサ１０、スロットル開度センサ３６、アクセル開度センサ３８、エアフロメータ４０、空燃比センサ５４等が接続されている。
【００４１】
ＥＣＵ６０は、クランク角CAに基づいて、エンジン回転数NEを算出する。また、ＥＣＵ６０は、アクセル開度AA等に基づいて、エンジン１に要求される負荷KLを算出する。また、ＥＣＵ６０は、吸気量Ga等に基づいて、エンジン１で発生するトルクを推定する。
【００４２】
［実施の形態１の特徴］
上記システムにおいて、ＥＣＵ６０は、アクセル開度AAや車両の運転状態に基づいて、目標トルクもしくは目標出力を算出する。以下、目標トルク」についてのみ説明することとし、目標出力については説明を省略する（後述する実施の形態についても同様）。
【００４３】
ＥＣＵ６０は、この目標トルクを実現するために、以下に説明するように、エンジン１で発生するトルクを調整可能な各種アクチュエータ（点火プラグ１８、インジェクタ２６、スロットルモータ３４、可変動弁機構２６，４６、）の制御量を算出し、該制御量を各種アクチュエータに設定する（以下「トルクベース制御」という。）。
【００４４】
上記特許文献１の制御に代表される従来のトルクベース制御によれば、図２に示すように、目標トルクを実現するための複数の制御量（例えば、目標スロットル開度と目標点火時期）が同時に設定される。図２は、従来のトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。図２における複数の下向き矢印は、目標スロットル開度と目標点火時期の算出（演算）タイミングを示している。
【００４５】
従来のトルクベース制御によれば、排気行程よりも前の時刻ｔ１において、目標トルクに基づいて、目標スロットル開度と目標点火時期とが同時に算出され、算出された目標スロットル開度がスロットルモータに設定され、目標点火時期が点火プラグに設定される。その後、時刻ｔ２〜ｔ３におけるスロットルモータの駆動により、実際のスロットル開度（以下「実スロットル開度」という。）が、時刻ｔ１で算出された目標スロットル開度に制御される。さらに、時刻ｔ１で算出された目標点火時期である時刻ｔ８において、点火プラグにより点火が実施される。
【００４６】
このように、従来のトルクベース制御では、時刻ｔ１で算出された目標スロットル開度に基づいてスロットル制御が実施されると共に、該目標スロットル開度と同時に算出された目標点火時期に基づいて点火が実施される。
【００４７】
ところで、図２に示すように、時刻ｔ２〜時刻ｔ３で実スロットル開度が制御された後の時刻ｔ４において、目標トルクが変化する場合がある。この場合、時刻ｔ４直後の時刻ｔ５において、目標スロットル開度と目標点火時期とが算出される。そして、時刻ｔ６〜ｔ７において、実スロットル開度が、時刻ｔ５で算出された目標スロットル開度に制御される。
【００４８】
しかしながら、時刻ｔ６〜時刻ｔ７において変更された実スロットル開度の空気応答性及びトルク応答性は遅い。すなわち、時刻ｔ６〜時刻ｔ７において実スロットル開度を変更しても、吸入空気はスロットルバルブを通過しているため、燃焼室内（以下「筒内」という。）に流入する空気量を変更することができない。このため、時刻ｔ８よりも後の爆発行程で発生するトルクは、時刻ｔ１における目標トルクと同じであって、時刻ｔ５における目標トルクとは大きく乖離する。よって、従来のトルクベース制御では、目標トルクを精度良く実現することができない場合がある。
【００４９】
そこで、本実施の形態１では、図３に示すようなトルクベース制御が実行される。図３は、本実施の形態１によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。具体的には、図３（Ａ）は工程を、図３（Ｂ）は目標トルクの変化を、図３（Ｃ）は目標スロットル開度の変化を、図３（Ｄ）は実スロットル開度の変化を、図３（Ｅ）は目標点火時期の変化を、それぞれ示す図である。
【００５０】
図中の複数の矢印Ａは、目標スロットル開度の算出（演算）タイミングを示している。また、矢印Ｂは、目標スロットル開度と目標点火時期の算出タイミングを示している。後述する実施の形態についても同様とする。
【００５１】
時刻ｔ１１において、図３（Ｃ）に示すように、目標トルクに基づいて、トルク応答性が比較的遅い目標スロットル開度が算出され、算出された目標スロットル開度がスロットルモータ３４に設定される。この時刻ｔ１１においては、従来のトルクベース制御（図２参照）とは異なり、目標点火時期が算出されない。
【００５２】
その後、時刻ｔ１２〜時刻ｔ１３におけるスロットルモータ３４の駆動により、図３（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ１１で算出された目標スロットル開度に制御される。
【００５３】
その後、時刻ｔ１４において、図３（Ｂ）に示すように、目標トルクが変化（減少）している。そうすると、時刻ｔ１５において、図３（Ｃ）に示すように、目標スロットル開度が小さく算出される。続いて、時刻ｔ１６〜時刻１７において、図３（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ１５で算出された目標スロットル開度に制御される。
【００５４】
ところで、このスロットル制御は、トルク応答性が遅いため、直後の爆発行程で発生するトルクには影響しない。すなわち、吸入空気はスロットルバルブ３２を既に通過しているため、時刻ｔ１６〜時刻１７の実スロットル開度の変更だけでは、時刻ｔ１４で減少した目標トルクを実現することができない。
【００５５】
しかし、本実施の形態１では、圧縮行程の時刻ｔ１８において、図３（Ｅ）に示すように、トルク応答性が速い目標点火時期が算出され、算出された目標点火時期が点火プラグ１８に設定される。この目標点火時期は、時刻ｔ１８における目標トルク（最新の目標トルク）と、時刻ｔ１８における推定トルク（最新の推定トルク）とに基づいて算出される。より具体的には、時刻ｔ１８における目標トルクと推定トルクの差分に基づいて、目標点火時期が算出される（図４参照）。その後、時刻ｔ１８で算出された目標点火時期である時刻ｔ１９において、点火プラグ１８によって点火が実施される。
【００５６】
本実施の形態１によれば、筒内に流入する空気量を変更ができなくなった時刻ｔ１８において目標点火時期が算出され、算出された目標点火時期である時刻ｔ１９で点火が実施される。これにより、時刻ｔ１４で減少した目標トルクを実現することができる。
【００５７】
［実施の形態１における具体的処理］
図４は、本実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば、図３において矢印Ａ，Ｂで示されるタイミングで起動される。
【００５８】
図４に示すルーチンによれば、先ず、目標トルクが入力される（ステップ１００）。目標トルクは、本ルーチンとは別のルーチンにより算出されている。次に、上記ステップ１００で入力された目標トルクに基づいて、目標スロットル開度を算出する（ステップ１０２）。そして、スロットル制御を実施する（ステップ１０４）。このステップ１０４では、上記ステップ１０２で算出された目標スロットル開度が、スロットルモータ３４に対して設定される。
【００５９】
次に、現時刻が点火時期算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１０６）。例えば、図３において矢印Ｂで示される時刻ｔ１８が、点火時期算出タイミングに対応する。このステップ１０６で現時刻が点火時期算出タイミングではないと判別された場合、つまり、図３において矢印Ａで示される時刻（例えば、時刻ｔ１１，時刻１５等）である場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００６０】
一方、上記ステップ１０６で現時刻が点火時期算出タイミングであると判別された場合には、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１０８）。そして、上記ステップ１０８で取得された目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じた目標点火時期を算出する（ステップ１１０）。その後、点火制御を実施する（ステップ１１２）。このステップ１１２では、上記ステップ１１０で算出された目標点火時期が点火プラグ１８に設定される。その後、本ルーチンを終了する。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態１では、排気行程前の時刻ｔ１１において目標スロットル開度が算出された後、圧縮行程の時刻ｔ１８において目標点火時期が算出される。この目標点火時期は、圧縮行程における最新の目標トルク及び推定トルクを考慮して算出される。従って、時刻ｔ１１で目標スロットル開度を算出した後に外乱等により目標トルクが変化した場合であっても、その後に目標点火時期を算出することにより、変化後の目標トルクを精度良く実現することができる。
また、本実施の形態１によれば、スロットルバルブ３２を開操作した後に目標トルクが減少した場合であっても、目標トルクを精度良く実現することができる。
【００６２】
ところで、本実施の形態１では、最新の目標トルクと推定トルクの差分に基づいて点火時期を算出しているが、図５に示すルーチンのように、ステップ１０８Ａで取得した最新目標トルクのみに基づいて、目標点火時期を算出してもよい（ステップ１１０Ａ）。図５は、本実施の形態１の第１変形例において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
また、最新の推定トルクに基づいて、目標点火時期を算出してもよい。具体的には、図６に示すルーチンのように、最新ではない目標トルク（例えば、時刻ｔ１１の目標トルク）と、ステップ１０８Ｂで取得した最新の推定トルク（例えば、時刻ｔ１８の推定トルク）との差分を算出し、該差分に基づいて点火時期を算出してもよい（ステップ１１０Ｂ）。図６は、本実施の形態１の第２変形例において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
これらの変形例においても、筒内に流入する空気量を変更ができなくなった後で、目標点火時期が算出され、算出された目標点火時期が点火プラグに設定される。よって、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
なお、後述する他の実施の形態２−１２においては、最新の目標トルクと推定トルクの差分を求め、該差分に基づいてトルク応答性が速い制御量（目標点火時期、目標噴射量、目標ＩＶＣ等）を算出する場合についてのみ説明する。しかし、他の実施の形態２−１２においても、上記実施の形態１の変形例と同様に、トルク応答性が速い制御量を最新の目標トルクに基づいて算出してもよく、最新の推定トルクに基づいて算出してもよい。
【００６４】
尚、本実施の形態１及び変形例においては、ＥＣＵ６０が第１及び第３の発明における「トルク推定手段」に、スロットルバルブ３２及びスロットルモータ３４が第１〜第３の発明における「第１調整手段」に、点火プラグ１８が第１〜第３の発明における「第２調整手段」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１００，１０８，１０８Ａ，１０８Ｂの処理を実行することにより第１〜第３の発明における「目標トルク取得手段」が、ステップ１０２，１０４，１１０，１１２の処理を実行することにより第１の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
また、本実施の形態１の変形例においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１０２，１０４，１１０Ａ，１１２の処理を実行することにより第２の発明における「制御量設定手段」が、ステップ１０２，１０４，１１０Ｂ，１１２の処理を実行することにより第３の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【００６５】
実施の形態２．
次に、図７及び図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施の形態２のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６６】
［実施の形態２の特徴］
上記実施の形態１では、トルク応答性が比較的遅い目標スロットル開度が算出された後に、トルク応答性が比較的速い目標点火時期が算出されている。
【００６７】
本実施の形態２では、トルク応答性が比較的速い制御量として、目標点火時期の代わりに目標噴射量を用いる場合について説明する。
本実施の形態２では、図７に示すようなトルクベース制御が実行される。図７は、本実施の形態２によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。具体的には、図７（Ａ）は工程を、図７（Ｂ）は目標トルクの変化を、図７（Ｃ）は目標スロットル開度の変化を、図７（Ｄ）は実スロットル開度の変化を、図７（Ｅ）は目標噴射量の変化を、それぞれ示す図である。
【００６８】
図中の矢印Ｃはスロットル開度と基本噴射量の算出タイミングを、矢印Ｄはスロットル開度と追加噴射量の算出タイミングを、それぞれ示している。
【００６９】
排気行程前の時刻ｔ２１において、図７（Ｃ）に示すように、目標トルクに基づいて目標スロットル開度が算出され、算出された目標スロットル開度がスロットルモータ３４に設定される。この時刻ｔ２１においては、目標スロットル開度のみが算出され、目標噴射量が算出されない。
【００７０】
その後、時刻ｔ２２〜時刻ｔ２３におけるスロットルモータ３４の駆動により、図７（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ２１で算出された目標スロットル開度に制御される。
【００７１】
その後、排気行程の時刻ｔ２４において、図７（Ｅ）に示すように、目標噴射量（以下「目標基本噴射量」という。）が算出される。この目標基本噴射量は、時刻ｔ２４における目標トルクと推定トルクの差分に基づいて算出される。算出された目標基本噴射量は、インジェクタ２６に設定される。その後、時刻ｔ２５において、時刻ｔ２４で算出された目標噴射量の燃料噴射制御が実施される。
【００７２】
その後、時刻ｔ２６において、図７（Ｂ）に示すように、目標トルクが変化（増大）している。その後、吸気行程の時刻ｔ２７において、図７（Ｅ）に示すように、スロットル開度に比してトルク応答性が速い目標噴射量（以下「目標追加噴射量」という。）が算出される。すなわち、時刻ｔ２７における最新の目標トルクと推定トルクの差分に基づいて、目標追加噴射量が算出される。算出された目標追加噴射量は、インジェクタ２６に設定される。
【００７３】
また、時刻ｔ２７において、上記目標追加噴射量と共に、図７（Ｃ）に示すように、目標スロットル開度が大きく算出される。その後、時刻ｔ２８〜時刻ｔ２９において、図７（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ２７で算出された目標スロットル開度に制御される。
【００７４】
その後、時刻ｔ３０において、時刻ｔ２７で算出された目標追加噴射量の燃料再噴射が実施される。なお、この燃料再噴射は、吸気バルブ閉時期（ＩＶＣ）の直前まで実施可能である。
【００７５】
ところで、上記のスロットル制御は、トルク応答性が遅いため、直後の爆発行程で発生するトルクには影響しない。すなわち、吸入空気はスロットルバルブ３２を既に通過しているため、時刻ｔ２８〜時刻ｔ２９の実スロットル開度の変更だけでは、時刻ｔ２６で増大した目標トルクを実現することができない。
【００７６】
しかし、本実施の形態２では、目標トルク変化後の時刻ｔ２７において、トルク応答性の速い目標追加噴射量が算出され、算出された目標追加噴射量がポートインジェクタ２６に設定されている。これにより、時刻ｔ２６で増大した目標トルクを実現することができる。
【００７７】
［実施の形態２における具体的処理］
図８は、本実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば、図７において矢印Ａ，Ｃ，Ｄで示されるタイミングで起動される。
【００７８】
図８に示すルーチンによれば、ステップ１００で入力された目標トルクに基づいて、目標スロットル開度が算出される（ステップ１０２）。その後、スロットル制御を実施する（ステップ１０４）。
【００７９】
次に、現時刻が基本噴射量算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１１４）。例えば、図７において矢印Ｃで示される時刻ｔ２４が、基本噴射量算出タイミングに対応する。このステップ１１４で現時刻が基本噴射量算出タイミングではないと判別された場合には、下記ステップ１２２の処理に移行する。
【００８０】
一方、上記ステップ１１４で現時刻が基本噴射量算出タイミングであると判別された場合には、図４に示すルーチンのステップ１０８と同様に、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１１６）。そして、上記ステップ１１６で取得された目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じた目標基本噴射量を算出する（ステップ１１８）。その後、燃料噴射制御を実施する（ステップ１２０）。このステップ１２０では、上記ステップ１１８で算出された目標基本噴射量がインジェクタ２６に設定される。
【００８１】
次に、現時刻が追加噴射量算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１２２）。例えば、図７において矢印Ｄで示される時刻ｔ２７が、追加噴射量算出タイミングに対応する。このステップ１２２で現時刻が追加噴射量算出タイミングではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００８２】
一方、上記ステップ１２２で現時刻が追加噴射量算出タイミングであると判別された場合には、上記ステップ１１６と同様に、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１２４）。そして、上記ステップ１２４で取得された目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じた目標追加噴射量を算出する（ステップ１２６）。その後、燃料再噴射制御を実施する（ステップ１２８）。このステップ１２８では、上記ステップ１２６で算出された目標追加噴射量がインジェクタ２６に設定される。その後、本ルーチンを終了する。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態２では、排気行程前の時刻ｔ２１において目標スロットル開度が算出された後、排気行程の時刻ｔ２４において目標基本噴射量が算出され、さらに吸気行程の時刻ｔ２７において目標追加噴射量が算出される。目標基本噴射量は、排気行程における最新の目標トルク及び推定トルクを考慮して算出され、目標追加噴射量は、吸気行程における最新の目標トルク及び推定トルクを考慮して算出される。従って、時刻ｔ２１で目標スロットル開度が算出された後に外乱等により目標トルクが変化した場合であっても、その後に目標噴射量（目標基本噴射量及び目標追加噴射量）を算出することにより、変化後の目標トルクを精度良く実現することができる。
【００８４】
ところで、本実施の形態２では、ポートインジェクタ２６を備えたシステムを用いた場合について説明したが、ポートインジェクタ２６に代えて、図９に示すような筒内インジェクタ１６を備えたシステムを用いることができる。図９は、本実施の形態２の第１変形例によるシステムの構成を説明するための図である。図９に示すように、筒内インジェクタ１６は、燃焼室１４内に燃料を直接噴射するように構成されている。
また、図１０に示すようなポートインジェクタ２６と筒内インジェクタ１６の両方を備えたシステムを用いることもできる。図１０は、本実施の形態２の第２変形例によるシステムの構成を説明するための図である。
筒内インジェクタ１６を用いることによって、燃料噴射制御及び燃料再噴射制御を、点火時期の直前まで実施することが可能である。
【００８５】
尚、本実施の形態２及び変形例においては、ＥＣＵ６０が第１の発明における「トルク推定手段」に、スロットルバルブ３２及びスロットルモータ３４が第１の発明における「第１調整手段」に、ポートインジェクタ２６及び筒内インジェクタ１６が第１及び第４の発明における「第２調整手段」に、相当する。
また、本実施の形態２及び変形例においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１００，１１６，１２４の処理を実行することにより第１の発明における「トルク取得手段」が、ステップ１０２，１０４，１１８，１２０の処理を実行することにより第１の発明における「制御量設定手段」が、ステップ１２６，１２８の処理を実行することにより第４の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【００８６】
実施の形態３．
次に、図１１〜図１３を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施の形態３のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図１３に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００８７】
［実施の形態３の特徴］
本実施の形態３のシステムは、複数の運転モードを実施可能である。詳細には、理論空燃比で運転するストイキモードだけでなく、理論空燃比よりもリーン側の空燃比で運転するリーンモードを実施することが可能である。ＥＣＵ６０は、エンジン１の運転状態等に基づいて、採用する運転モードを算出する。
【００８８】
本実施の形態３では、図１１に示すようなトルクベース制御が実行される。図１１は、本実施の形態３によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。具体的には、図１１（Ａ）は工程を、図１１（Ｂ）は目標トルクの変化を、図１１（Ｃ）は目標スロットル開度の変化を、それぞれ示す図である。さらに、図１１（Ｄ）は実スロットル開度の変化を、図１１（Ｅ）は目標噴射量の変化を、図１１（Ｆ）は運転モードの変化を、それぞれ示す図である。
【００８９】
図中の矢印Ｅは、スロットル開度と運転モードの算出タイミングを示している。矢印Ｆは、スロットル開度と運転モードと基本噴射量の算出タイミングを示している。矢印Ｇは、スロットル開度と運転モードと追加噴射量の算出タイミングを示している。
【００９０】
時刻ｔ３１において、図１１（Ｃ）に示すように、目標トルクに基づいて目標スロットル開度が算出され、算出された目標スロットル開度がスロットルモータ３４に設定される。この時刻ｔ３１における運転モードとして、リーンモードが算出（採用）される。なお、この時刻３１において、目標基本噴射量及び目標追加噴射量は算出されない。
【００９１】
その後、時刻ｔ３２〜時刻ｔ３３におけるスロットルモータ３４の駆動により、実スロットル開度が、時刻ｔ３１で算出された目標スロットル開度に制御される。
【００９２】
その後、排気行程の時刻ｔ３４において、図１１（Ｅ）に示すように、目標基本噴射量が算出される。この目標基本噴射量の算出時には、最新の目標トルクと推定トルクだけでなく、図１２に示す運転モードが考慮される。図１２は、本実施の形態３において、目標基本噴射量の算出時に採用される運転モードが規定されたマップである。図１２に示すマップによれば、最初の目標スロットル開度算出時（時刻ｔ３１）の運転モードと、最新（時刻ｔ３４）の運転モードとに基づいて、目標基本噴射量算出時に採用する運転モードが決定される。
【００９３】
図１２に示すマップによれば、目標スロットル開度算出時と最新の運転モードとが同一である場合には、定常運転が継続する可能性が高いと推定されるため、その同一の運転モードが目標基本噴射量算出時に採用される。また、目標スロットル開度算出時が「ストイキ」であり、最新の運転モードが「リーン」である場合には、「リーン」が目標基本噴射量算出時に採用される。以上の３つのパターンでは、最新の運転モードが、そのまま目標基本噴射量算出時に採用されている。
【００９４】
一方、目標スロットル開度算出時が「リーン」であり、最新の運転モードが「ストイキ」である場合には、「リーン」が目標基本噴射量算出時に採用される。これは、「ストイキ」への変化が過渡的であり、その後の目標追加噴射量算出時における運転モードが「リーン」に変化する可能性が高いことを考慮したものである。
なお、目標追加噴射量算出時の運転モードが「ストイキ」のままであれば、目標追加噴射量により対応することができる。
【００９５】
時刻ｔ３１及び時刻ｔ３４における運転モードは共に「リーン」である。よって、排気行程の時刻ｔ３４では、図１２に示すマップを参照して、採用される運転モードが「リーン」に決定される。時刻ｔ３４において、運転モードが「リーン」であることを考慮すると共に、最新の目標トルクと推定トルクの差分に基づいて、目標基本噴射量が算出される。算出された目標基本噴射量は、インジェクタ２６に設定される。
【００９６】
その後、時刻ｔ３６において、図１１（Ｂ）に示すように、目標トルクが変化（増大）している。その後の時刻ｔ３７において、図１１（Ｅ）に示すように、目標追加噴射量が算出される。この目標追加噴射量は、時刻ｔ３７における目標トルクと推定トルクとの差分と、時刻ｔ３７での運転モードであるリーンモードとに基づいて算出される。算出された目標追加噴射量は、インジェクタ２６に設定される。
【００９７】
また、時刻ｔ３７において、上記目標追加噴射量と共に、図１１（Ｃ）に示すように、目標スロットル開度が大きく算出される。その後、時刻ｔ３８〜時刻ｔ３９において、図１１（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ３７で算出された目標スロットル開度に制御される。
【００９８】
その後、時刻ｔ４０において、時刻ｔ３７で算出された目標追加噴射量の燃料噴射が実施される。この燃料噴射は、吸気バルブ閉時期（ＩＶＣ）の直前まで実施可能である。
【００９９】
ところで、スロットル制御は、トルク応答性が遅いため、直後の爆発行程で発生するトルクには影響しない。すなわち、吸入空気はスロットルバルブ３２を既に通過しているため、時刻ｔ３８〜時刻ｔ３９の実スロットル開度の変更だけでは、時刻ｔ３６で増大した目標トルクを実現することができない。
【０１００】
しかし、本実施の形態３では、目標トルク変化後の時刻ｔ３７において、トルク応答性の速い目標追加噴射量が算出され、算出された目標追加噴射量がポートインジェクタ２６に設定されている。これにより、時刻ｔ３６で増大した目標トルクを実現することができる。さらに、該目標追加噴射量は最新（時刻ｔ３７）の運転モードを考慮して算出されている。よって、時刻ｔ３６で変化した運転モード（ストイキモード）を実現することができる。
【０１０１】
［実施の形態３における具体的処理］
図１３は、本実施の形態３において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば、図１１において矢印Ｅ，Ｆ，Ｇで示されるタイミングで起動される。
【０１０２】
図１３に示すルーチンによれば、ステップ１００で入力された目標トルクに基づいて目標スロットル開度を算出すると共に、運転モードの判定を行う（ステップ１０３）。その後、図８に示すルーチンと同様に、ステップ１０４，１１４，１１６の処理を順次実行する。ここで、例えば、図１１において矢印Ｆで示される時刻ｔ３４が、上記ステップ１１４の基本噴射量算出タイミングに対応する。
【０１０３】
次に、図１２に示すマップを参照して、目標基本噴射量の算出時に採用する運転モードを決定する。そして、決定された運転モードと、最新の目標トルクと推定トルクの差分とに基づいて、目標基本噴射量を算出する（ステップ１１９）。その後、燃料噴射制御を実施する（ステップ１２０）。このステップ１２０では、上記ステップ１１９で算出された目標基本噴射量がポートインジェクタ２６に設定される。
【０１０４】
次に、図８に示すルーチンと同様に、ステップ１２２，１２４の処理を実行する。ここで、例えば、図１１において矢印Ｇで示される時刻ｔ３７が、上記ステップ１２２の追加噴射量算出タイミングに対応する。
【０１０５】
その後、最新の運転モードと、最新の目標トルクと推定トルクの差分とに基づいて、目標追加噴射量を算出する（ステップ１２７）。その後、燃料再噴射制御を実施する（ステップ１２８）。このステップ１２８では、上記ステップ１２７で算出された目標追加噴射量がポートインジェクタ２６に設定される。その後、本ルーチンを終了する。
【０１０６】
以上説明したように、本実施の形態３では、排気行程前の時刻ｔ３１において目標スロットル開度が算出された後、排気行程の時刻ｔ３４において目標基本噴射量が算出され、さらに吸気行程の時刻ｔ３７において目標追加噴射量が算出される。目標基本噴射量は、排気行程における最新の目標トルク及び推定トルクと、図１２に示すマップで規定される運転モードを考慮して算出される。また、目標追加噴射量は、吸気行程における最新の目標トルク及び推定トルクと、最新の運転モードを考慮して算出される。従って、時刻ｔ３１で目標スロットル開度を算出した後に外乱等により目標トルクが変化した場合であっても、その後に目標噴射量（目標基本噴射量及び目標追加噴射量）を算出することにより、変化後の目標トルクを精度良く実現することができる。さらに、かかる目標トルクに加えて、変化後の運転モードを実現することができる。
【０１０７】
ところで、本実施の形態３では、ポートインジェクタ２６を備えたシステム（図１）を用いた場合について説明したが、上記実施の形態２と同様に、筒内インジェクタ１６を備えたシステム（図９及び図１０参照）を用いることもできる。筒内インジェクタ１６を用いることによって、燃料噴射制御及び燃料再噴射制御を、点火時期の直前まで実施することが可能である。
【０１０８】
尚、本実施の形態３及び変形例においては、ＥＣＵ６０が第１の発明における「トルク推定手段」に、スロットルバルブ３２及びスロットルモータ３４が第１の発明における「第１調整手段」に、ポートインジェクタ２６及び筒内インジェクタ１６が第１及び第７の発明における「第２調整手段」に、相当する。
また、本実施の形態３及び変形例においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１００，１１６，１２４の処理を実行することにより第１の発明における「トルク取得手段」が、ステップ１０３の処理を実行することにより第７の発明における「運転モード判定手段」が、ステップ１１９，１２０，１２７，１２８の処理を実行することにより第７の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０９】
実施の形態４．
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
本実施の形態４のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図１５に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１１０】
［実施の形態４の特徴］
上記実施の形態２，３では、トルク応答性が比較的速い制御量として目標噴射量が用いられている。
【０１１１】
本実施の形態４では、トルク応答性が比較的速い制御量として、目標噴射量の代わりに吸気バルブ２２の目標閉時期（以下「目標ＩＶＣ」という。）を用いる。吸入空気が既にスロットルバルブ３２を通過した後であっても、吸気バルブ閉時期（以下「ＩＶＣ」という。）を進角もしくは遅角させることで、筒内に吸入される空気量を減らすことができ、爆発行程で発生するトルクを減少させることができる。
【０１１２】
本実施の形態４では、図１４に示すようなトルクベース制御が実行される。図１４は、本実施の形態４によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。具体的には、図１４（Ａ）は工程を、図１４（Ｂ）は目標トルクの変化を、図１４（Ｃ）は目標スロットル開度の変化を、図１４（Ｄ）は実スロットル開度の変化を、図１４（Ｅ）は目標ＩＶＣの状態を、それぞれ示す図である。図中の矢印Ｈは、スロットル開度とＩＶＣの算出タイミングを示している。
【０１１３】
排気行程前の時刻ｔ４１において、図１４（Ｃ）に示すように、目標トルクに基づいて目標スロットル開度が算出され、算出された目標スロットル開度がスロットルモータ３４に設定される。この時刻ｔ４１においては、吸気バルブ２２の目標開時期（以下「目標ＩＶＯ」という。）が算出されるものの、目標ＩＶＣは算出されない。
【０１１４】
その後、時刻ｔ４２〜時刻ｔ４３におけるスロットルモータ３４の駆動により、図１４（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ４１で算出された目標スロットル開度に制御される。
【０１１５】
その後、吸気行程の時刻ｔ４４において、図１４（Ｂ）に示すように、目標トルクが減少している。その後の時刻ｔ４５において、図１４（Ｅ）に示すように、スロットル開度に比してトルク応答性が速い目標ＩＶＣが算出され、算出された目標ＩＶＣが可変動弁機構２４に設定される。目標ＩＶＣは、吸気行程の時刻ｔ４５における最新の目標トルクと推定トルクの差分に基づいて算出される。
【０１１６】
また、時刻ｔ４５において、上記目標ＩＶＣと共に、図１４（Ｃ）に示すように、目標スロットル開度が小さく算出される。その後、時刻ｔ４６〜時刻ｔ４７において、図１４（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ４５で算出された目標スロットル開度に制御される。
【０１１７】
その後、時刻４５で算出された目標ＩＶＣである時刻ｔ４８において、吸気バルブ２２が閉弁操作される。
【０１１８】
ところで、上記のスロットル制御は、トルク応答性が遅いため、直後の爆発行程で発生するトルクには影響しない。すなわち、吸入空気はスロットルバルブ３２を既に通過しているため、時刻ｔ４６〜時刻ｔ４７の実スロットル開度の変更だけでは、時刻ｔ４４で減少した目標トルクを実現することができない。
【０１１９】
しかし、本実施の形態４では、目標トルク変化後の時刻ｔ４５において、トルク応答性の速い目標ＩＶＣが算出され、算出された目標ＩＶＣが可変動弁機構２４に設定されている。つまり、目標ＩＶＣを進角もしくは遅角させることで、筒内に吸入される空気量を減らすことができるため、直後の爆発行程で発生するトルクを減少させることができる。よって、時刻ｔ４４で減少した目標トルクを実現することができる。
【０１２０】
［実施の形態４における具体的処理］
図１５は、本実施の形態４において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば、図１４において矢印Ａ，Ｈで示されるタイミングで起動される。
【０１２１】
図１５に示すルーチンによれば、ステップ１００で入力された目標トルクに基づいて目標スロットル開度を算出すると共に、エンジン状態（NE,KL等）に応じて目標ＩＶＯを算出する（ステップ１３０）。このステップ１３０では、目標ＩＶＣは算出されない。その後、スロットル制御を実施する（ステップ１０４）。
【０１２２】
次に、現時刻がＩＶＣ算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１３２）。例えば、図１４において矢印Ｈで示される時刻ｔ４５が、ＩＶＣ算出タイミングに対応する。このステップ１３２で現時刻がＩＶＣ算出タイミングではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０１２３】
一方、上記ステップ１３２で現時刻がＩＶＣ算出タイミングであると判別された場合には、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１３４）。そして、上記ステップ１３４で取得された目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じた目標ＩＶＣを算出する（ステップ１３６）。その後、吸気バルブ閉制御を実施する（ステップ１３８）。このステップ１３８では、上記ステップ１３６で算出された目標ＩＶＣが可変動弁機構２４に設定される。その後、本ルーチンを終了する。
【０１２４】
以上説明したように、本実施の形態４では、排気行程前の時刻ｔ４１において目標スロットル開度が算出された後、吸気行程の時刻ｔ４５において目標ＩＶＣが算出される。この目標ＩＶＣは、吸気行程における最新の目標トルク及び推定トルクを考慮して算出される。従って、時刻ｔ４１で目標スロットル開度が算出された後に外乱等により目標トルクが変化した場合であっても、その後に目標ＩＶＣを算出することにより、変化後の目標トルクを精度良く実現することができる。
また、本実施の形態４によれば、スロットルバルブ３２を開操作した後に目標トルクが減少した場合であっても、目標トルクを精度良く実現することができる。
【０１２５】
尚、本実施の形態４においては、ＥＣＵ６０が第１の発明における「トルク推定手段」に、スロットルバルブ３２及びスロットルモータ３４が第１の発明における「第１調整手段」に、吸気バルブ２２及び可変動弁機構２４が第１の発明における「第２調整手段」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態４においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１００，１３４の処理を実行することにより第１の発明における「目標トルク取得手段」が、ステップ１３０，１０４，１３６，１３８の処理を実行することにより第１の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【０１２６】
実施の形態５．
次に、図１６及び図１７を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
本実施の形態５のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図１７に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１２７】
［実施の形態５の特徴］
上記実施の形態４では、目標スロットル開度が算出された後に、トルク応答性が比較的速い目標ＩＶＣが算出されている。
【０１２８】
ところが、上記実施の形態４によれば、吸入空気が既にスロットルバルブ３２を通過した後に、筒内に吸入される空気量を減らすことができるものの、逆に空気量を増やすことができない。このため、目標トルクの急激な減少に対応することができるもの、目標トルクの急激な増加に対応することができない。
【０１２９】
そこで、本実施の形態５では、目標トルクの急激な増加にも対応可能なトルクベース制御について説明する。具体的には、本実施の形態５では、トルク応答性が比較的速い要素として吸気バルブ２２の目標バルブリフト量を用いる。該バルブリフト量を増大もしくは減少させることで、筒内に吸入される空気量を増大もしくは減少させることができる。よって、爆発行程で発生するトルクを増大もしくは減少させることができる。
以下、図１６及び図１７を参照して、減少した目標トルクを実現する場合について説明する。
【０１３０】
図１６は、本実施の形態５によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。具体的には、図１６（Ａ）は工程を、図１６（Ｂ）は目標トルクの変化を、図１６（Ｃ）は目標スロットル開度の変化を、図１６（Ｄ）は実スロットル開度の変化を、図１６（Ｅ）は目標バルブリフト量の変化を、図１６（Ｆ）は実際のバルブリフト量（以下「実バルブリフト量」という。）の変化を、それぞれ示す図である。図中の矢印Ｉは、スロットル開度とバルブリフト量の算出タイミングを示している。
【０１３１】
排気行程前の時刻ｔ５１において、図１６（Ｃ）に示すように、目標トルクに基づいて目標スロットル開度が算出され、算出された目標スロットル開度がスロットルモータ３４に設定される。この時刻ｔ５１においては、図１６（Ｅ）に示すように、エンジン状態（NE,KL）に応じて目標バルブリフト量が算出され、算出された目標バルブリフト量が可変動弁機構２４に設定される。
【０１３２】
その後、時刻ｔ５２〜時刻ｔ５３におけるスロットルモータ３４の駆動により、図１６（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ５１で算出された目標スロットル開度に制御される。また、この時刻ｔ５２〜時刻ｔ５３における可変動弁機構２４の駆動により、図１６（Ｆ）に示すように、実バルブリフト量が、時刻ｔ５１で算出された目標バルブリフト量に制御される。
【０１３３】
その後、吸気行程の時刻ｔ５４において、図１６（Ｂ）に示すように、目標トルクが減少している。その後の時刻ｔ５５において、図１６（Ｃ）に示すように、目標スロットル開度が小さく算出される。これと共に、時刻ｔ５５において、図１６（Ｅ）に示すように、目標バルブリフト量が小さく変更される。すなわち、時刻ｔ５５における最新の目標トルクと推定トルクの差分に基づいて、修正バルブリフト量が算出される。算出された修正バルブリフト量は、可変動弁機構２４に設定される。
【０１３４】
その後、時刻ｔ５６〜時刻ｔ５７において、図１６（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ５５で算出された目標スロットル開度に制御される。
【０１３５】
ところで、吸入空気はスロットルバルブ３２を既に通過しているため、この時刻ｔ５６〜時刻ｔ５７の実スロットル開度の変更は、直後の爆発行程で発生するトルクに影響しない。よって、時刻ｔ５４で減少した目標トルクを実現することができない。
【０１３６】
しかし、本実施の形態５では、吸気行程の時刻ｔ５６〜時刻ｔ５７における可変動弁機構２４の駆動により、図１６（Ｆ）に示すように、実バルブリフト量が、時刻ｔ５５で算出された修正バルブリフト量に制御される。時刻ｔ５７〜時刻ｔ５８（ＩＶＣ）まで、吸気バルブ２２は修正バルブリフト量に制御される。これにより、筒内に吸入される空気量を減らすことができるため、時刻ｔ５４で減少した目標トルクを実現することができる。
【０１３７】
［実施の形態５における具体的処理］
図１７は、本実施の形態５において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば、図１６において矢印Ｉで示されるタイミングで起動される。
【０１３８】
図１７に示すルーチンによれば、ステップ１００で入力された目標トルクに基づいて目標スロットル開度を算出すると共に、エンジン状態（NE,KL等）に応じて吸気バルブ２２の目標バルブリフト量を算出する（ステップ１４０）。その後、スロットル制御と、バルブリフト量制御とを実施する（ステップ１４２）。このステップ１４２では、上記ステップ１４０で算出された目標スロットル開度がスロットルモータ３４に設定されると共に、目標バルブリフト量が可変動弁機構２４に設定される。
【０１３９】
次に、現時刻がバルブリフト量算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１４４）。例えば、図１６において矢印Ｉで示される時刻ｔ５５が、このバルブリフト量算出タイミングに対応する。このステップ１４４で現時刻がバルブリフト量算出タイミングではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０１４０】
一方、上記ステップ１４４で現時刻がバルブリフト量算出タイミングであると判別された場合には、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１４６）。そして、上記ステップ１４６で取得された目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じた修正バルブリフト量（目標バルブリフト量の修正値）を算出する（ステップ１４８）。その後、バルブリフト量制御を実施する（ステップ１５０）。このステップ１５０では、上記ステップ１４８で算出された修正バルブリフト量が可変動弁機構２４に設定される。その後、本ルーチンを終了する。
【０１４１】
以上説明したように、本実施の形態５によれば、排気行程前の時刻ｔ５１において目標スロットル開度が算出された後、吸気行程の時刻ｔ５５において修正バルブリフト量が算出される。この修正バルブリフト量は、吸気行程における最新の目標トルク及び推定トルクを考慮して算出される。従って、時刻ｔ５１で目標スロットル開度が算出された後に外乱等により目標トルクが変化した場合であっても、その後に修正バルブリフト量を算出することにより、変化後の目標トルクを精度良く実現することができる。
また、本実施の形態５によれば、スロットルバルブ３２を開操作した後に目標トルクが減少した場合であっても、目標トルクを精度良く実現することができる。
【０１４２】
ところで、本実施の形態５では、吸気行程の時刻ｔ５５において修正バルブリフト量を算出・設定しているが、吸気バルブ閉時期（ＩＶＣ）まで算出が可能である。
【０１４３】
尚、本実施の形態５においては、ＥＣＵ６０が第１の発明における「トルク推定手段」に、スロットルバルブ３２及びスロットルモータ３４が第１の発明における「第１調整手段」に、吸気バルブ２２及び可変動弁機構２４が第１の発明における「第２調整手段」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態５においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１００，１４６の処理を実行することにより第１の発明における「目標トルク取得手段」が、ステップ１４０，１４２，１４８，１５０の処理を実行することにより第１の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【０１４４】
実施の形態６．
次に、図１８から図２０を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。
図１８は、本実施の形態６において、図１に示す吸気通路２８に設けられたスワールコントロールバルブ２５を示す図である。図１８に示すように、２つに分岐された吸気通路２８の一方には、スワールコントロールバルブ（以下「ＳＣＶ」という。）２５が設けられている。ＳＣＶ２５は、図１に示すＥＣＵ６０に接続されている。
【０１４５】
［実施の形態６の特徴］
上記実施の形態４では、トルク応答性が比較的速い制御量として、目標ＩＶＣが用いられている。
【０１４６】
本実施の形態６では、トルク応答性が比較的速い制御量として、目標ＩＶＣの代わりに、ＳＣＶ２５の開閉を用いる場合について説明する。吸入空気が既にスロットルバルブ３２を通過した後であっても、ＳＣＶ２５を閉弁させることで、筒内に吸入される空気量を減らすことができ、爆発行程で発生するトルクを減少させることができる。
【０１４７】
本実施の形態６では、図１９に示すようなトルクベース制御が実行される。図１９は、本実施の形態６によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。具体的には、図１９（Ａ）は工程を、図１９（Ｂ）は目標トルクの変化を、図１９（Ｃ）は目標スロットル開度の変化を、図１９（Ｄ）は実スロットル開度の変化を、図１９（Ｅ）はＳＣＶ２５の開閉を、それぞれ示す図である。図中の矢印Ｊは、スロットル開度とＳＣＶ２５を開閉するか否か（以下「ＳＣＶ開閉」という。）の算出タイミングを示している。
【０１４８】
排気行程前の時刻ｔ６１において、図１９（Ｃ）に示すように、目標トルクに基づいて目標スロットル開度が算出され、算出された目標スロットル開度がスロットルモータ３４に設定される。これと共に、図１９（Ｅ）に示すように、エンジン状態（NE,KL等）に応じてＳＣＶ開閉が算出され、ＳＣＶ２５が開操作される。
【０１４９】
その後、時刻ｔ６２〜時刻ｔ６３におけるスロットルモータ３４の駆動により、図１９（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻６１で算出された目標スロットル開度に制御される。
【０１５０】
その後、吸気行程の時刻ｔ６４において、図１９（Ｂ）に示すように、目標トルクが減少している。その後の時刻ｔ６５において、図１９（Ｃ）に示すように、目標スロットル開度が小さく（閉じ側に）算出される。これと共に、図１９（Ｅ）に示すように、ＳＣＶ開閉が算出され、ＳＣＶ２５が閉操作される。
【０１５１】
そして、時刻ｔ６６〜時刻ｔ６７において、図１９（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ６５で算出された目標スロットル開度に制御される。すなわち、実スロットル開度が小さく（閉じ側に）変更される。
【０１５２】
ところで、吸入空気はスロットルバルブ３２を既に通過しているため、この時刻ｔ６６〜時刻ｔ６７の実スロットル開度の変更だけでは、直後の爆発行程で発生するトルクに影響しないため、時刻ｔ６４で減少した目標トルクを実現することができない。
【０１５３】
しかし、本実施の形態６では、目標トルク変化後の時刻ｔ６５において、図１９（Ｅ）に示すように、ＳＣＶ２５が閉操作される。これにより、筒内に吸入される空気量を減少させることができるため、時刻ｔ６４で減少した目標トルクを実現することができる。
【０１５４】
［実施の形態６における具体的処理］
図２０は、本実施の形態６において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば、図１９において矢印Ｉで示されるタイミングで起動される。
【０１５５】
図２０に示すルーチンによれば、ステップ１００で入力された目標トルクに基づいて目標スロットル開度を算出すると共に、エンジン状態（NE,KL等）に応じてＳＣＶ開閉を算出する（ステップ１５２）。その後、スロットル制御と、ＳＣＶ開閉制御とを実施する（ステップ１５４）。このステップ１５４では、上記ステップ１５２で算出された目標スロットル開度がスロットルモータ３４に設定されると共に、算出されたＳＣＶ開閉に基づきＳＣＶ２５が開閉操作される。
【０１５６】
次に、現時刻がＳＣＶ開閉算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１５６）。図１９において矢印Ｊで示される時刻ｔ６５が、このＳＣＶ開閉算出タイミングに対応する。このステップ１５６で現時刻がＳＣＶ開閉算出タイミングではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０１５７】
一方、上記ステップ１５６で現時刻がＳＣＶ開閉算出タイミングであると判別された場合には、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１５８）。そして、上記ステップ１５８で取得された目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に基づいて、ＳＣＶ開閉を算出する（ステップ１６０）。その後、上記ステップ１５４と同様に、ＳＣＶ制御を実施する（ステップ１６２）。
【０１５８】
以上説明したように、本実施の形態６によれば、排気行程前の時刻ｔ６１において目標スロットル開度が算出された後、吸気行程の時刻ｔ６５においてＳＣＶ２５の操作が行われる。ＳＣＶ開閉は、吸気行程における最新の目標トルク及び推定トルクを考慮して算出される。従って、時刻ｔ６１で目標スロットル開度が算出された後に外乱等により目標スロットル開度が変化した場合であっても、その後にＳＣＶ２５の操作を行うことにより、変化後の目標トルクを精度良く実現することができる。
また、本実施の形態６によれば、スロットルバルブ３２を開操作した後に目標トルクが減少した場合であっても、目標トルクを精度良く実現することができる。
【０１５９】
ところで、本実施の形態６では、ＳＣＶ２５を閉操作することで、筒内に流入する空気量を減少させ、目標トルクの急激な減少に対応させているが、ＳＣＶ２５の他にもタンブルブルバルブや吸気流バルブを用いて同様の制御を行うことで、上記実施の形態６と同様の効果を得ることができる。
【０１６０】
また、本実施の形態６では、吸気行程の時刻ｔ６５においてＳＣＶ２５を操作しているが、ＩＶＣまで可能である。ＩＶＯまでにＳＣＶ２５を操作することで、より大きな効果を得ることができる。
【０１６１】
尚、本実施の形態６及び変形例においては、ＥＣＵ６０が第１の発明における「トルク推定手段」に、スロットルバルブ３２及びスロットルモータ３４が第１の発明における「第１調整手段」に、ＳＣＶ２５、タンブルバルブ又は吸気流バルブが第１の発明における「第２調整手段」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態６及び変形例においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１００，１５８の処理を実行することにより第１の発明における「目標トルク取得手段」が、ステップ１５２，１５４，１６０，１６２の処理を実行することにより第１の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【０１６２】
実施の形態７．
次に、図２１及び図２２を参照して、本発明の実施の形態７について説明する。
本実施の形態７のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図２２に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１６３】
［実施の形態７の特徴］
上記実施の形態４では、トルク応答性が比較的速い制御量として、目標ＩＶＣが用いられている。目標ＩＶＣを進角もしくは遅角することで、筒内に吸入される空気量を減らすことができ、目標トルクの減少を実現することができる。
しかし、吸気バルブ閉弁後は、筒内に吸入される空気量を変えることができなくなる。
【０１６４】
そこで、本実施の形態７では、トルク応答性が比較的速い制御量として、目標ＩＶＣの代わりに、排気バルブ４４の目標開時期（以下「目標ＥＶＯ」という。）を用いる場合について説明する。吸入空気が既にスロットルバルブ３２を通過した後であっても、排気バルブ開時期（以下「ＥＶＯ」という。）を進角させることで、爆発行程で発生したエネルギがトルクに変わる前に熱として排出する。これにより、筒内に吸入される空気量を変えることなく、爆発行程で発生するトルクを減少させることができる。よって、ＩＶＣ後に目標トルクが減少した場合であっても、目標トルクを精度良く実現することができる。
【０１６５】
本実施の形態７では、図２１に示すようなトルクベース制御が実行される。図２１は、本実施の形態７によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。具体的には、図２１（Ａ）は工程を、図２１（Ｂ）は目標トルクの変化を、図２１（Ｃ）は目標スロットル開度の変化を、図２１（Ｄ）は実スロットル開度の変化を、図２１（Ｅ）は排気バルブ４４の目標開時期（以下「目標ＥＶＯ」という。）の状態を、それぞれ示す図である。図中の矢印Ｋは、スロットル開度と目標ＥＶＯの算出タイミングを示している。
【０１６６】
時刻ｔ７１において、排気行程前の図２１（Ｃ）に示すように、目標トルクに基づいて目標スロットル開度が算出され、算出された目標スロットル開度がスロットルモータ３４に設定される。これと共に、図２１（Ｅ）に示すように、エンジン状態に応じて目標ＥＶＯが算出され、算出された目標ＥＶＯが可変動弁機構４６に設定される。
【０１６７】
その後、時刻ｔ７２〜時刻ｔ７３におけるスロットルモータ３４の駆動により、図２１（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ７１で算出された目標スロットル開度に制御される。
【０１６８】
その後、時刻ｔ７４において、図２１（Ｂ）に示すように、目標トルクが減少している。その後の時刻ｔ７５において、図２１（Ｅ）に示すように、目標ＥＶＯが修正され、修正された目標ＥＶＯが可変動弁機構４６に設定される。すなわち、時刻ｔ７５における最新の目標トルクと推定トルクの差分に基づいて、進角側の目標ＥＶＯに修正される。
【０１６９】
上記目標ＥＶＯと共に、時刻ｔ７５において、図２１（Ｃ）に示すように、目標スロットル開度が小さく算出される。そして、時刻ｔ７６〜時刻ｔ７７において、図２１（Ｄ）に示すように、実スロットル開度が、時刻ｔ７５で算出された目標スロットル開度に制御される。
【０１７０】
その後、爆発行程の時刻７５で修正された目標ＥＶＯである時刻ｔ７８において、排気バルブ４４の開弁動作が実施される。
【０１７１】
ところで、吸入空気はスロットルバルブ３２を既に通過しているため、時刻ｔ７６〜時刻ｔ７７の実スロットル開度の変更は、直後の爆発行程で発生するトルクに影響しない。よって、時刻ｔ７４で減少した目標トルクを実現することができない。
【０１７２】
しかし、本実施の形態７では、目標トルク変化後の時刻ｔ７５において、図２１（Ｅ）に示すように、目標ＥＶＯが修正されている。具体的には、目標ＥＶＯが進角側に変更される。これにより、爆発行程で発生したエネルギが熱として排出される比率が高められるため、爆発行程で発生するトルクを減少させることができる。よって、時刻ｔ７４で減少した目標トルクを実現することができる。
【０１７３】
［実施の形態７における具体的処理］
図２２は、本実施の形態７において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば、図２１において矢印Ｋで示されるタイミングで起動される。
【０１７４】
図２２に示すルーチンによれば、ステップ１００で入力された目標トルクに基づいて目標スロットル開度を算出すると共に、エンジン状態（NE,KL等）に応じて目標ＥＶＯを算出する（ステップ１６４）。その後、スロットル制御を実施する（ステップ１０４）。
【０１７５】
次に、現時刻がＥＶＯ算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１６６）。図２１において矢印Ｋで示される時刻ｔ７５が、このＥＶＯ算出タイミングに対応する。このステップ１６６で現時刻がＥＶＯ算出タイミングではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０１７６】
一方、上記ステップ１６６で現時刻がＥＶＯ算出タイミングであると判別された場合には、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１６８）。そして、上記ステップ１６８で取得された目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じて目標ＥＶＯを修正する（ステップ１７０）。その後、排気バルブ開制御が実施される（ステップ１７２）。このステップ１７２では、上記ステップ１７０で修正された目標ＥＶＯが可変動弁機構４６に設定される。その後、本ルーチンを終了する。
【０１７７】
以上説明したように、本実施の形態７によれば、排気行程前の時刻ｔ７１において目標スロットル開度が算出された後、吸気行程の時刻ｔ７５において目標ＥＶＯが修正されている。修正された目標ＥＶＯは、吸気行程における最新の目標トルク及び推定トルクを考慮して算出される。従って、時刻ｔ５１で目標スロットル開度が算出された後に外乱等により目標トルクが変化した場合であっても、その後に目標ＥＶＯを算出することにより、変化後の目標トルクを精度良く実現することができる。
また、本実施の形態７によれば、スロットルバルブ３２を開操作した後に目標トルクが減少した場合であっても、目標トルクを精度良く実現することができる。
【０１７８】
尚、本実施の形態７においては、ＥＣＵ６０が第１の発明における「トルク推定手段」に、スロットルバルブ３２及びスロットルモータ３４が第１の発明における「第１調整手段」に、排気バルブ４４及び可変動弁機構４６が第１の発明における「第２調整手段」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態７においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１００，１６８の処理を実行することにより第１の発明における「目標トルク取得手段」が、ステップ１６４，１０４，１７０，１７２の処理を実行することにより第１の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【０１７９】
実施の形態８．
次に、図２３を参照して、本発明の実施の形態８について説明する。
本実施の形態８のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図２３に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１８０】
［実施の形態８の特徴］
上記実施の形態２では、トルク応答性が比較的遅い目標スロットル開度が算出された後に、トルク応答性が比較的速い目標噴射量（目標基本噴射量，目標追加噴射量）が算出されている。
【０１８１】
ところで、算出された目標噴射量により空燃比が所定値（例えば、１２〜１３）よりも小さくなる場合、具体的には、目標追加噴射量により空燃比が大幅にリッチ側となる場合がある。この場合、エミッション特性が悪化する可能性がある。
【０１８２】
そこで、本実施の形態８では、エミッション特性の悪化の抑制を優先する場合について説明する。具体的には、算出された目標追加噴射量により空燃比が所定値よりも小さくなる場合には、燃料再噴射制御を実行せず、点火制御により目標トルクを実現するようにする。
【０１８３】
［実施の形態８における具体的処理］
図２３は、本実施の形態８において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図２３に示すルーチンによれば、先ず、図８に示すルーチンと同様に、ステップ１００〜１２６の処理が実行される。すなわち、追加噴射量算出タイミングで取得された最新の目標トルクと推定トルクの差分に基づいて、目標追加噴射量を算出する処理まで実行される。
【０１８４】
次に、ステップ１２６で算出された目標追加噴射量により空燃比が所定値αよりも小さくなるか否かを判別する（ステップ１７４）。この所定値αは、空燃比が理論空燃比よりも大幅にリッチ側であるか否かを判別するための基準値であり、例えば、１２〜１３である。
【０１８５】
上記ステップ１７４で空燃比が所定値αよりも小さくなると判別された場合には、すなわち、空燃比が大幅にリッチ側になると判別された場合には、燃料再噴射制御によりエミッション特性が悪化する可能性があると判断される。この場合、目標追加噴射量の燃料再噴射制御を実施することなく、ステップ１０６の処理に移行する。
【０１８６】
一方、上記ステップ１７４で空燃比が所定値α以上になると判別された場合には、燃料再噴射制御によりエミッション特性が悪化しないと判断される。この場合、燃料再噴射制御が実施される（ステップ１２８）。このステップ１２８では、上記ステップ１２６で算出された目標追加噴射量がインジェクタ２６に設定される。
【０１８７】
その後、図４に示すルーチンと同様に、現時刻が点火時期算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１０６）。現時刻が点火時期算出タイミングではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０１８８】
一方、現時刻が点火時期算出タイミングである場合には、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１０８）。そして、上記ステップ１０８で取得された目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じた目標点火時期を算出する（ステップ１１０）。その後、点火制御を実施する（ステップ１１２）。このステップ１１２では、上記ステップ１１０で算出された目標点火時期が点火プラグ１８に設定される。その後、本ルーチンを終了する。
【０１８９】
以上説明したように、本実施の形態８によれば、目標追加噴射量により空燃比が所定値αよりも小さくなる場合には、燃料再噴射制御の実施が禁止される。かかる場合、点火制御により目標トルクを実現する。よって、エミッション特性の悪化を抑制しつつ、目標トルクを精度良く実現することができる。
【０１９０】
ところで、本実施の形態８では、目標基本噴射量及び目標追加噴射量を算出する際、運転モード（ストイキモード、リーンモード）が考慮されていないが、上記実施の形態３のように運転モードを考慮して算出してもよい。
【０１９１】
また、本実施の形態８では、ポートインジェクタ２６を備えたシステム（図１）を用いた場合について説明したが、上記実施の形態２と同様に、筒内インジェクタ１６を備えたシステム（図９及び図１０参照）を用いることもできる。筒内インジェクタ１６を用いることによって、燃料噴射制御及び燃料再噴射制御を、点火時期の直前まで実施することが可能である。
【０１９２】
尚、本実施の形態８においては、インジェクタ２６が第８の発明における「燃料噴射手段」に、点火プラグ１８が第８の発明における「点火手段」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態８においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１７４，１１０の処理を実行することにより第８の発明における「制御量設定手段」が実現されている。
【０１９３】
実施の形態９．
次に、図２４を参照して、本発明の実施の形態９について説明する。
本実施の形態９のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図２４に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１９４】
［実施の形態９の特徴］
上記実施の形態８によれば、目標追加噴射量により空燃比が大幅にリッチ化する場合には、エミッション特性の悪化を抑制すべく、燃料再噴射制御よりも点火時期制御が優先される。
【０１９５】
ところで、絶対トルクやＯＴやノックの観点から、点火時期制御では目標トルクの変化に対応することができない場合がある。例えば、点火時期を進角させるとノックが発生しやすくなるため、点火時期には進角限界がある。一方、点火時期を遅角させると触媒温度が上昇するため、点火時期には遅角限界がある。
【０１９６】
そこで、本実施の形態９では、目標追加噴射量により空燃比が大幅にリッチ化する場合であっても、点火制御で目標トルクを実現することが不可能である場合には、燃料再噴射制御が実施される。これにより、触媒５０を保護しつつ、目標トルクを精度良く確実に実現することができる。
【０１９７】
［実施の形態９における具体的処理］
図２４は、本実施の形態９において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図２４に示すルーチンによれば、先ず、図８に示すルーチンと同様に、ステップ１００〜１２４の処理が実行される。すなわち、追加噴射量算出タイミングにおける目標トルクと推定トルクを取得する処理まで実行される。
【０１９８】
次に、上記ステップ１２４で取得された最新の目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じて目標追加噴射量と目標点火時期を算出する（ステップ１７６）。このステップ１７６では、図２３に示すルーチンのステップ１２６とは異なり、目標追加噴射量だけでなく目標点火時期も算出される。算出された目標点火時期は、後述するステップ１７８で用いられる。
【０１９９】
次に、図２３に示すルーチンと同様に、目標追加噴射量により空燃比が所定値αよりも小さくなるか否かを判別する（ステップ１７４）。このステップ１７４で空燃比が所定値α以上になると判別された場合、すなわち、エミッション特性が悪化しないと判断される場合には、目標追加噴射量の燃料再噴射制御が実施される（ステップ１２８）。
【０２００】
一方、上記ステップ１７４で空燃比が所定値αよりも小さくなると判別された場合、すなわち、エミッションが悪化すると判断される場合には、点火により目標トルクが実現可能であるか否かが判別される（ステップ１７８）。このステップ１７８では、上記ステップ１７６で算出された目標点火時期が、ＯＴ等の観点から実現可能であるか否かが判別される。
【０２０１】
上記ステップ１７８で点火により目標トルクが実現不可能であると判別された場合、例えば、目標点火時期が進角側もしくは遅角側の限界を超える場合には、燃料再噴射制御を実施する（ステップ１２８）。
一方、上記ステップ１７８で点火により目標トルクを実現可能であると判別された場合には、目標追加噴射量の燃料再噴射制御を実施することなく、ステップ１０６の処理に移行する。この場合、燃料再噴射制御よりも点火制御が優先される。
【０２０２】
その後、図２３に示すルーチンと同様に、現時刻が点火時期算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１０６）。このステップ１０６で現時刻が点火時期算出タイミングではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０２０３】
一方、上記ステップ１０６で現時刻が点火時期算出タイミングである場合には、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１０８）。そして、取得された目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じた目標点火時期を算出する（ステップ１１０）。その後、点火制御を実施する（ステップ１１２）。その後、本ルーチンを終了する。
【０２０４】
以上説明したように、本実施の形態９では、目標追加噴射量により空燃比が所定値αよりも小さくなり、かつ、目標点火時期により目標トルクを実現可能である場合には、燃料再噴射制御が禁止される。この場合、目標点火時期の点火制御を実施することで、上記実施の形態８と同様に、エミッション特性の悪化を抑制しつつ、目標トルクを精度良く実現することができる。
さらに、本実施の形態９では、目標追加噴射量により空燃比が所定値αよりも小さくなり、かつ、目標点火時期により目標トルクを実現不可能である場合には、目標追加噴射量の燃料再噴射が実施される。この場合、エミッション特性の多少の悪化を許容することになるが、触媒５０を保護しつつ、目標トルクを精度良く確実に実現することができる。
【０２０５】
ところで、本実施の形態９では、目標基本噴射量及び目標追加噴射量を算出する際、運転モード（ストイキモード、リーンモード）が考慮されていないが、上記実施の形態３のように運転モードを考慮して算出してもよい。
【０２０６】
また、本実施の形態９では、ポートインジェクタ２６を備えたシステム（図１）を用いた場合について説明したが、上記実施の形態２と同様に、筒内インジェクタ１６を備えたシステム（図９及び図１０参照）を用いることもできる。筒内インジェクタ１６を用いることによって、燃料噴射制御及び燃料再噴射制御を、点火時期の直前まで実施することが可能である。
【０２０７】
尚、本実施の形態９においては、インジェクタ２６が第９の発明における「燃料噴射手段」に、点火プラグ１８が第９の発明における「点火手段」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態９においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１７８の処理を実行することにより第９の発明における「判定手段」が、ステップ１７４，１７８，１２８の処理を実行することにより第９の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【０２０８】
実施の形態１０．
次に、図２５を参照して、本発明の実施の形態１０について説明する。
本実施の形態１０のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図２５に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０２０９】
［実施の形態１０の特徴］
上記実施の形態９によれば、目標追加噴射量により空燃比が大幅にリッチ化する場合であっても、点火により目標トルクが実現不可能である場合には、燃料再噴射制御が実施される。
【０２１０】
本実施の形態１０では、点火制御に代えて、ＥＶＯ制御が実施される。すなわち、本実施の形態１０では、目標追加噴射量により空燃比が大幅にリッチ化する場合には、エミッション特性の悪化を抑制すべく、燃料再噴射制御よりもＥＶＯ制御が優先される。
【０２１１】
ところで、目標トルクが急激に減少した場合には、ＥＶＯ制御により目標トルクを実現することが可能である。しかし、目標トルクが増加した場合には、ＥＶＯ制御により目標トルクの実現が不可能となってしまう事態が生じ得る。このことは、ＥＶＯ制御だけでなく、ＩＶＣ制御についても当てはまる。
【０２１２】
そこで、本実施の形態１０では、目標追加噴射量の燃料再噴射制御により空燃比が大幅にリッチ化する場合であっても、ＥＶＯで目標トルクを実現することが不可能である場合には、燃料再噴射制御を実施する。これにより、目標トルクを精度良く確実に実現することができる。
【０２１３】
［実施の形態１０における具体的処理］
図２５は、本実施の形態１０において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図２５に示すルーチンによれば、先ず、図２４に示すルーチンと同様に、ステップ１００〜１２４の処理が実行される。
【０２１４】
次に、ステップ１２４で取得された最新の目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じて目標追加噴射量と目標ＥＶＯを算出する（ステップ１８０）。このステップ１８０では、目標追加噴射量だけでなく目標ＥＶＯも算出される。算出された目標ＥＶＯは、後述するステップ１８２で用いられる。
【０２１５】
次に、図２４に示すルーチンと同様に、目標追加噴射量により空燃比が所定値αよりも小さくなるか否かを判別する（ステップ１７４）。このステップ１７４で空燃比が所定値α以上になると判別された場合、すなわち、エミッション特性が悪化しないと判断される場合には、目標追加噴射量の燃料再噴射制御が実施される（ステップ１２８）。
【０２１６】
一方、上記ステップ１７４で空燃比が所定値αよりも小さくなると判別された場合には、可変動弁機構（Ｅｘ．ＶＶＴ）４６により目標トルクを実現可能であるか否かが判別される（ステップ１８２）。このステップ１８２では、上記ステップ１８０で算出された目標ＥＶＯにより目標トルクが実現可能であるか否かが判別される。
【０２１７】
上記ステップ１８２で目標ＥＶＯにより目標トルクが実現不可能であると判別された場合、例えば、目標トルクが急激に増加した場合には、燃料再噴射制御を実施する（ステップ１２８）。一方、上記ステップ１８２で目標ＥＶＯにより目標トルクが実現可能であると判別された場合には、燃料再噴射制御を実施することなく、ステップ１６６の処理に移行する。
【０２１８】
その後、図２２に示すルーチンと同様に、現時刻がＥＶＯ算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１６６）。このステップ１６６で現時刻がＥＶＯ算出タイミングではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０２１９】
一方、上記ステップ１６６で現時刻がＥＶＯ算出タイミングであると判別された場合には、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１６８）。そして、目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じた目標ＥＶＯを算出する（ステップ１７０）。その後、上記ステップ１７０で算出された目標ＥＶＯで排気バルブ４４の開弁操作を実施する（ステップ１７２）。その後、本ルーチンを終了する。
【０２２０】
以上説明したように、本実施の形態１０では、目標追加噴射量により空燃比が所定値αよりも小さくなる場合には、燃料再噴射制御よりも排気バルブ開制御（ＥＶＯ制御）が優先して実施される。これにより、エミッション特性の悪化を抑制しつつ、目標トルクを精度良く実現することができる。
さらに、本実施の形態１０では、目標追加噴射量により空燃比が所定値αよりも小さくなる場合であっても、目標ＥＶＯにより目標トルクを実現不可能である場合には、目標追加噴射量の燃料再噴射が実施される。この場合、エミッション特性の多少の悪化を許容しつつ、目標トルクを精度良く確実に実現することができる。
【０２２１】
ところで、本実施の形態１０では、ポートインジェクタ２６を備えたシステム（図１）を用いた場合について説明したが、上記実施の形態２と同様に、筒内インジェクタ１６を備えたシステム（図９及び図１０参照）を用いることもできる。筒内インジェクタ１６を用いることによって、燃料噴射制御及び燃料再噴射制御を、点火時期の直前まで実施することが可能である。
【０２２２】
尚、本実施の形態１０においては、インジェクタ２６が第１０及び第１１の発明における「燃料噴射手段」に、排気バルブ４４が第１０の発明における「排気バルブ」に、可変動弁機構４６が第１０及び第１１の発明における「排気系可変動弁機構」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態１０においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１７４，１７０，１７２の処理を実行することにより第１０の発明における「制御量設定手段」が、ステップ１８２の処理を実行することにより第１１の発明における「判定手段」が、ステップ１７４，１８２，１２８の処理を実行することにより第１１の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【０２２３】
実施の形態１１．
次に、図２６を参照して、本発明の実施の形態１１について説明する。
本実施の形態１１のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図２６に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０２２４】
［実施の形態１１の特徴］
上記実施の形態８，９では、エミッション特性の悪化を抑制すべく、燃料再噴射制御よりも点火制御が優先されている。
【０２２５】
しかし、点火により目標トルクを実現する場合には、良好な空燃比制御性を得られるものの、触媒床温の上昇（ＯＴ）が発生する可能性がある。
【０２２６】
そこで、本実施の形態１１では、点火制御により目標トルクを実現するのではなく、目標基本噴射量を算出した後、目標ＩＶＣと目標バルブリフト量を修正し、その後に目標追加噴射量を算出することで目標トルクの実現を図る。
【０２２７】
［実施の形態１１における具体的処理］
図２６は、本実施の形態１１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図２６に示すルーチンによれば、先ず、図２４に示すルーチンと同様に、ステップ１００〜１２０の処理が実行される。すなわち、燃料噴射制御の実施まで実行される。
【０２２８】
次に、現時刻がＩＶＣ，バルブリフト量算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１８０）。このＩＶＣ，バルブリフト量算出タイミングは、基本噴射量算出タイミングと追加噴射量算出タイミングの間に設定される。このステップ１８０で現時刻がＩＶＣ，バルブリフト量算出タイミングであると判別された場合には、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１８２）。
【０２２９】
そして、目標トルクと推定トルクの差分を求め、以前に算出されている目標ＩＶＣと目標バルブリフト量を該差分に応じて修正する（ステップ１８４）。このステップ１８４では、修正ＩＶＣと修正バルブリフト量が算出される。より詳細には、目標トルクが増大した場合には、修正ＩＶＣでは実現不可能であるため、修正バルブリフト量が算出される。一方、目標トルクが減少した場合には、修正ＩＶＣと修正バルブリフト量の少なくとも一方が算出される。
【０２３０】
その後、ＩＶＣ制御及びバルブリフト量制御を実施する（ステップ１８６）。このステップ１８６では、上記算出された修正ＩＶＣ及び修正バルブリフト量が、可変動弁機構２４に設定される。
【０２３１】
その後、現時刻が追加噴射量算出タイミングであるか否かを判別する（ステップ１２２）。このステップ１２２で現時刻が追加噴射量算出タイミングではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０２３２】
一方、上記ステップ１２２で現時刻が追加噴射量算出タイミングであると判別された場合には、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１２４）。そして、取得された目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分と、上記ステップ１８４で算出された修正ＩＶＣ及び修正バルブリフト量とに応じた目標追加噴射量を算出する（ステップ１８８）。このステップ１８８では、修正ＩＶＣ及び修正バルブリフト量により筒内に吸入される空気量が推定され、該推定された空気量を考慮して目標追加噴射量が算出される。その後、上記ステップ１８８で算出された目標追加噴射量だけ燃料再噴射制御を実施する（ステップ１２８）。すなわち、算出された目標追加噴射量がインジェクタ２６に設定される。その後、本ルーチンを終了する。
【０２３３】
以上説明したように、本実施の形態１１では、修正ＩＶＣ及び修正バルブリフト量により変更された空気量を考慮して、目標追加噴射量が算出される。これにより、目標空燃比を精度良く実現することができる。よって、点火制御により目標トルクを実現する場合と同様に、エミッション特性の悪化を抑制することができる。また、点火制御により目標点火時期を実現しないため、触媒５０を保護することができる。
【０２３４】
また、本実施の形態１１では、修正ＩＶＣだけでなく、修正バルブリフト量が算出される。よって、目標トルクが増加する場合であっても、目標トルクを精度良く実現することができる。
【０２３５】
ところで、本実施の形態１１では、ポートインジェクタ２６を備えたシステム（図１）を用いた場合について説明したが、上記実施の形態２と同様に、筒内インジェクタ１６を備えたシステム（図９及び図１０参照）を用いることもできる。筒内インジェクタ１６を用いることによって、燃料噴射制御及び燃料再噴射制御を、点火時期の直前まで実施することが可能である。
【０２３６】
また、本実施の形態１１では、空気制御を行う手段としてＩＶＣとバルブリフト量が用いられているが、これらの代わりにＳＣＶ２５等を用いることもできる。上記実施の形態６と同様にＳＣＶ２５の開閉制御を行うことで、筒内に吸入される空気量を減らすことができるため、目標トルクの減少に対応することができる。
【０２３７】
また、目標基本噴射量を算出した後、修正ＩＶＣ，修正バルブリフト量及び目標追加噴射量を算出する代わりに、上記実施の形態７と同様にＥＶＯを算出することで、減少した目標トルクを実現することもできる。
【０２３８】
尚、本実施の形態１１においては、ＥＣＵ６０が第１の発明における「トルク推定手段」に、スロットルバルブ３２及びスロットルモータ３４が第１の発明における「第１調整手段」に、インジェクタ２６及び可変動弁機構２４が第４の発明における「第２調整手段」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態１１においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１００，１８２，１２４の処理を実行することにより第１の発明における「目標トルク取得手段」が、ステップ１０２，１０４，１８４，１８６の処理を実行することにより第１の発明における「制御量設定手段」が、ステップ１８８，１２８の処理を実行することにより第４の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【０２３９】
実施の形態１２．
次に、図２７を参照して、本発明の実施の形態１２について説明する。
本実施の形態１２のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図２７に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０２４０】
［実施の形態１２の特徴］
上記実施の形態４，５では、ＩＶＣもしくはバルブリフト量制御を実施することで、筒内に吸入される空気量を変更している。
ところで、筒内に吸入される空気量が変更されると、空燃比の制御性が低下してしまう可能性がある。よって、空燃比制御性の観点からは、空気制御（ＩＶＣ，バルブリフト量制御）よりも、点火制御を実施することが望ましい。
【０２４１】
しかし、点火により目標トルクを実現する場合には、良好な空燃比制御性を得られるものの、触媒床温の上昇（ＯＴ）が発生する可能性がある。
そこで、本実施の形態１２では、ＯＴを考慮して点火により目標トルクが実現不可能である場合には、空気制御により目標トルクを実現する。一方、点火により目標トルクが実現可能である場合には、空気制御よりも点火制御を優先する。
【０２４２】
［実施の形態１２における具体的処理］
図２７は、本実施の形態１２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図２７に示すルーチンによれば、先ず、図２６に示すルーチンと同様に、ステップ１００〜１８２の処理が実行される。すなわち、ＩＶＣ，バルブリフト量算出タイミングにおける最新の目標トルク及び推定トルクを取得する処理まで実行される。
【０２４３】
次に、取得された最新の目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じた修正ＩＶＣ，修正バルブリフト量及び目標点火時期を算出する（ステップ１８５）。このステップ１８５では、図２６に示すルーチンのステップ１８４と異なり、修正ＩＶＣ，修正バルブリフト量だけでなく、目標点火時期も算出される。算出された目標点火時期は、次のステップ１７８で用いられる。
【０２４４】
その後、点火により目標トルクが実現可能であるか否かが判別される（ステップ１７８）。このステップ１７８では、ＯＴ等を考慮して上記目標点火時期が実施可能であるか否かが判別される。このステップ１７８で点火により目標トルクが実現不可能であると判別された場合には、上記ステップ１８５で算出された修正ＩＶＣでのＩＶＣ制御、及び修正バルブリフト量でのバルブリフト量制御を実施する（ステップ１８６）。
【０２４５】
一方、上記ステップ１７８で点火により目標トルクが実現可能であると判別された場合には、ＩＶＣ制御及びバルブリフト量制御を実施することなく、ステップ１０６の処理に移行する。これにより、空気制御より点火制御が優先されることとなる。
【０２４６】
その後、ステップ１０６において、現時刻が点火時期算出タイミングであるか否かが判別される。現時刻が点火時期算出タイミングではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０２４７】
一方、上記ステップ１０６で現時刻が点火時期算出タイミングである場合には、最新の目標トルクと推定トルクを取得する（ステップ１０８）。そして、取得された目標トルクと推定トルクの差分を求め、この差分に応じた目標点火時期を算出する（ステップ１１０）。その後、上記ステップ１１０で算出された目標点火時期で点火制御を実施する（ステップ１１２）。その後、本ルーチンを終了する。
【０２４８】
以上説明したように、本実施の形態１２では、点火により目標トルクが実現可能であると判断される場合には、ＩＶＣ，バルブリフト量制御の実施が禁止される。この場合、高い空燃比制御性の点火制御を実施することで、エミッション特性の悪化を抑制しつつ、目標トルクを精度良く実現することができる。
さらに、本実施の形態１２では、ＯＴ等を考慮して点火により目標トルクが実現不可能であると判断される場合には、ＩＶＣ，バルブリフト量制御が優先して実施される。すなわち、空気制御により目標トルクを実現することで、エミッション特性の多少の悪化を許容しつつ、触媒５０を保護することができる。
【０２４９】
ところで、本実施の形態１２では、空気制御を行う手段としてＩＶＣとバルブリフト量が用いられているが、これらの代わりにＳＣＶ２５等を用いることもできる。上記実施の形態６と同様にＳＣＶ２５の開閉制御を行うことで、筒内に吸入される空気量を減らすことができるため、目標トルクの減少に対応することができる。
【０２５０】
尚、本実施の形態１２においては、点火プラグ１８が第１２及び第１３の発明の「点火手段」に、吸気バルブ２２が第１２の発明における「吸気バルブ」に、可変動弁機構２４が第１２及び第１３の発明における「吸気系可変動弁機構」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態１２においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１７８，１１０，１１２の処理を実行することにより第１２の発明における「制御量設定手段」が、ステップ１７８の処理を実行することにより第１３の発明における「判定手段」が、ステップ１８５，１７８，１８６の処理を実行することにより第１３の発明における「制御量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【０２５１】
【図１】本発明の実施の形態１によるシステムの構成を説明するための図である。
【図２】従来のトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１の第１変形例において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１の第２変形例において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２の第１変形例によるシステムの構成を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態２の第２変形例によるシステムの構成を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態３によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３において、目標基本噴射量の算出時に採用される運転モードが規定されたマップである。
【図１３】本発明の実施の形態３において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態４によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態４において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態５によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態５において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態６において、図１に示す吸気通路２８に設けられたスワールコントロールバルブ２５を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態６によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図２０】本発明の実施の形態６において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図２１】本発明の実施の形態７によるトルクベース制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図２２】本発明の実施の形態７において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図２３】本発明の実施の形態８において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図２４】本発明の実施の形態９において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図２５】本発明の実施の形態１０において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図２６】本発明の実施の形態１１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図２７】本発明の実施の形態１２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２５２】
１    内燃機関
１６  筒内インジェクタ
１８  点火プラグ
２２  吸気バルブ
２４  可変動弁機構
２５  ＳＣＶ
２６  ポートインジェクタ
３２  スロットルバルブ
３４  スロットルモータ
４４  排気バルブ
４６  可変動弁機構
６０  ＥＣＵ
【図１】
2009041528.tif 000003
【図２】
2009041528.tif 000004
【図３】
2009041528.tif 000005
【図４】
2009041528.tif 000006
【図５】
2009041528.tif 000007
【図６】
2009041528.tif 000008
【図７】
2009041528.tif 000009
【図８】
2009041528.tif 000010
【図９】
2009041528.tif 000011
【図１０】
2009041528.tif 000012
【図１１】
2009041528.tif 000013
【図１２】
2009041528.tif 000014
【図１３】
2009041528.tif 000015
【図１４】
2009041528.tif 000016
【図１５】
2009041528.tif 000017
【図１６】
2009041528.tif 000018
【図１７】
2009041528.tif 000019
【図１８】
2009041528.tif 000020
【図１９】
2009041528.tif 000021
【図２０】
2009041528.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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