"スロットルによる空気量の制御によって内燃機関が発生させるトルクを制御する内燃機関の制御装置において、目標空気量を実現するための目標吸気管圧を算出する手段と、前記目標吸気管圧から予測ポンプ損失を算出する手段と、前記内燃機関に対する要求トルクに前記予測ポンプ損失を加算することで、圧縮及び膨張行程で実現すべきトルクである360°図示要求トルクを算出する手段と、前記360°図示要求トルクを実現するための空気量を前記目標空気量として算出する手段と、前記目標空気量に基づいて前記スロットルの開度を決定する手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。前記内燃機関は前記スロットルと協働して空気量を変化させる1又は複数のアクチュエータを有し、前記制御装置は、前記目標空気量に基づいて前記1又は複数のアクチュエータの目標アクチュエータ値を算出する手段と、前記目標アクチュエータ値に応じて前記目標吸気管圧を補正する手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。前記制御装置は、実吸気管圧から実ポンプ損失を算出する手段と、前記要求トルクに前記実ポンプ損失を加算することで第2の360°図示要求トルクを算出する手段と、前記スロットルの実開度に基づいて最適点火時期のもとで実現される推定トルクを算出する手段と、前記推定トルクに対する前記第2の360°図示要求トルクの比を目標効率として点火時期を決定する手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。本発明の実施の形態において制御対象とされる内燃機関以下、エンジンは、火花点火式の4サイクルレシプロエンジンである。制御装置は、エンジンに備えられるアクチュエータを操作することでエンジンの運転を制御する。本実施の形態の制御装置が操作可能なアクチュエータには、スロットル、点火装置、可変バルブタイミング機構、EGR装置、及びターボ過給機のウエストゲートバルブが含まれる。本制御装置はこれらのアクチュエータを操作してエンジンの運転を制御する。図1のブロック図は、本実施の形態の制御装置の構成を示している。図1において制御装置100を構成している各要素は、制御装置100が有する種々の機能的な要素のうち、トルク制御のための空気量制御と点火時期制御とに関する要素のみを特別に図で表現したものである。したがって、図1は、制御装置100がこれらの要素のみで構成されていることを意味するものではない。なお、制御装置100は自動車用のコンピュータであり、各要素はメモリに記憶された専用のソフトウェアがCPUで実行されたときに仮想的に実現される。以下、図1に示す各要素の機能を中心に制御装置100の構成について説明する。制御装置100は、要求トルクの演算に関係する要素として、演算ユニット10,12,14及び調停ユニット16を備えている。演算ユニット10は、フリクション分のトルクと、エアコンの駆動用のトルクと、オルタネータの駆動用のトルクとをPTM要求トルクに加算し、それらの合計値を出力する。PTM要求トルクとは、車両の駆動システムの全体を総合制御しているパワートレインマネージャから出される要求トルクである。PTM要求トルクは、運転者によるアクセルペダルの操作量や、VSCやECT等の車両の制御デバイスからの信号に基づいて決定されている。なお、演算ユニット10で演算されるトルクの値は、1サイクル、つまり、クランク角720°当たりの図示トルクの要求値である。演算ユニット12は、フリクション分のトルク、エアコンの駆動用のトルク、オルタネータの駆動用のトルク、及び、自動変速機で消費されるトルクを合算し、それらの合計値を出力する。演算ユニット12による演算値は、アイドル回転数を維持するために必要なトルクの値を示している。演算ユニット14では、演算ユニット12から出力される演算値に対し、環境条件等に応じた各種の補正が施される。演算ユニット12,14で演算されるトルクの値は、演算ユニット10による演算値と同様、クランク角720°当たりの図示トルクの要求値である。演算ユニット10による演算と演算ユニット12,14による演算はどちらも常時行われている。制御装置100は、これらによる2つの演算値を調停ユニット16に入力する。調停ユニット16は、エンジンがアイドル状態かどうかを判定し、その判定結果に応じて2つの演算値の何れか一方を選択する。制御装置100では、調停ユニット16で選択された演算値がエンジンに対する要求トルクとして用いられる。調停ユニット16から出力される要求トルクはクランク角720°当たりの図示トルクの要求値であるので、以下、これを720°図示要求トルクと呼ぶ。制御装置100は、調停ユニット16から出力される720°図示要求トルクを演算ユニット18に入力する。演算ユニット18では、720°図示要求トルクに予測ポンプ損失が加算される。予測ポンプ損失は吸気行程から排気行程にかけて発生するポンプ損失の予測値である。1サイクル分の要求トルクである720°図示要求トルクに予測ポンプ損失が加算されることで、燃料の燃焼によって圧縮行程から膨張行程にかけて発生する図示トルクの要求値が算出される。以下、これを360°図示要求トルクと呼ぶ。また、演算ユニット18で算出される360°図示要求トルクは空気量の制御用に用いられることから、後述する点火時期の制御用と区別するために空気量制御用360°図示要求トルクとも呼ぶ。制御装置100は、予測ポンプ損失を演算ユニット30で計算する。演算ユニット30はクランク角センサの信号から計算されたエンジンの実回転数実NEと目標吸気管圧目標PMとから予測ポンプ損失、つまり、目標吸気管圧が達成された場合に予測される吸気管圧を算出する。予測ポンプ損失の計算には、エンジン回転数を含む1又は複数のパラメータをキーにして吸気管圧とポンプ損失とが関連付けられたマップが用いられる。制御装置100は、目標吸気管圧を演算ユニット32で計算する。目標吸気管圧は目標空気量の実現に必要な吸気管圧であって、その値はバルブタイミング、EGR率及び過給圧によって変化する。演算ユニット32は、目標空気量、目標バルブタイミング、目標EGR率及び目標過給圧から目標吸気管圧を算出する。目標吸気管圧の計算には逆吸気弁モデルが用いられる。逆吸気弁モデルでは、空気量と吸気管圧との関係が一次関数で表され、その一次関数に含まれる各係数はバルブタイミング、EGR率及び過給圧を軸とするマップから決定される。演算ユニット18で算出された360°図示要求トルクは、演算ユニット20に入力される。演算ユニット20では、360°図示要求トルクが要求効率によって除算されることによって嵩上げされる。要求効率は点火時期制御用のパラメータであって1以下の値に設定される。要求効率を1にすることで点火時期は最適点火時期に制御され、要求効率を1より小さい値にすることで点火時期は最適点火時期より遅角される。演算ユニット20で計算に用いられる要求効率は調停ユニット26から送られる。調停ユニット26には、触媒暖機のための要求効率と触媒の劣化の抑制のための要求効率とが入力されている。それぞれの要求効率の値は異なる値に設定されている。調停ユニット26は、何れか一方のみが入力されている場合には、その入力されている要求効率の値を演算ユニット20へ出力する。両方が入力されている場合には、調停ユニット26は予め定められた規則に従って何れか一方を選択し、選択した要求効率の値を演算ユニット20へ出力する。そして、どちらも入力されていない場合には、調停ユニット26は要求効率の値として最大値である1を演算ユニット20へ出力する。演算ユニット20で処理された360°図示要求トルクは演算ユニット22に入力される。演算ユニット22は、空気量マップを用いて360°図示要求トルクを目標空気量に変換する。ここでいう空気量とは、筒内に吸入される空気量を意味するそれを無次元化した充填効率或いは負荷率を代わりに用いることもできる。空気量マップは、点火時期が最適点火時期MBTとトレースノック点火時期のうち、より遅角側の点火時期であることを前提にして、トルクと空気量とがエンジン回転数及び空燃比を含む種々のエンジン状態量をキーにして関連付けられたマップである。演算ユニット22で算出された目標空気量は演算ユニット24に入力される。演算ユニット24は、エアモデルの逆モデルを用いて目標空気量をスロットル開度に変換する。エアモデルはスロットル2の動作に対する空気量の応答特性をモデル化した物理モデルであるので、その逆モデルを用いることで目標空気量の達成に必要なスロットル開度を逆算することができる。制御装置100は、演算ユニット24で算出されたスロットル開度TAに従ってスロットル2の操作を行う。また、演算ユニット24に入力されるのと並行して、目標空気量は演算ユニット34,36,38にも入力される。演算ユニット34は、試験により適合されたマップを用いて目標空気量から目標過給圧を算出する。目標過給圧はウエストゲートバルブの目標アクチュエータ値である。演算ユニット36は、試験により適合されたマップを用いて目標空気量から目標EGR率を算出する。目標EGR率はEGR装置の目標アクチュエータ値である。そして、演算ユニット36は、試験により適合されたマップを用いて目標空気量から目標バルブタイミングを算出する。目標バルブタイミングは可変バルブタイミング機構の目標アクチュエータ値である。制御装置100は、これらの演算ユニット34,36,38で算出された目標アクチュエータ値に従って各アクチュエータの操作を行うとともに、前述の演算ユニット32に目標アクチュエータ値を入力する。制御装置100は、上述した空気量制御のための処理と並行して、以下に説明する点火時期制御のための処理を実行する。点火時期制御のための処理では、実ポンプ損失が演算ユニット40で計算される。演算ユニット40はクランク角センサの信号から計算されたエンジンの実回転数実NEと吸気管圧センサの信号から計算された実吸気管圧実PMとから実ポンプ損失、つまり、現時点で発生しているポンプ損失を算出する。実ポンプ損失の計算には、予測ポンプ損失の計算に用いたのと同じマップが用いられる。制御装置100は、演算ユニット40で計算された実ポンプ損失を演算ユニット42に入力する。演算ユニット42では、720°図示要求トルクに実ポンプ損失が加算される。演算ユニット42に入力される720°図示要求トルクは、演算ユニット18に入力されるものと同値である。720°図示要求トルクに実ポンプ損失が加算されることで、燃料の燃焼によって圧縮行程から膨張行程にかけて発生する図示トルクの要求値が算出される。以下、演算ユニット42で計算される第2の360°図示要求トルクを点火時期制御用360°図示要求トルクと呼ぶ。点火時期制御用360°図示要求トルクは、定常運転時には前述の空気量制御用360°図示要求トルクと一致する。しかし、過渡運転時には、目標吸気管圧に対する実吸気管圧の応答遅れの分だけ2つの360°図示要求トルクの間には差が生じる。制御装置100は、演算ユニット42で計算された点火時期制御用360°図示要求トルクを演算ユニット46に入力する。演算ユニット46では、点火時期制御用360°図示要求トルクと推定トルクとの比を算出する。推定トルクは、現在のスロットル開度のもと点火時期を最適点火時期に制御した場合に実現されるトルクである。演算ユニット46で算出されたトルク比は、点火時期を決定するための目標効率として使用される。演算ユニット46で計算に用いられる推定トルクは演算ユニット44から送られる。演算ユニット44は、スロットル開度センサにより計測された実スロットル開度を前述のエアモデルの順モデルを用いて推定空気量に変換する。次に、トルクマップを用いて推定空気量を推定トルクに変換する。トルクマップは、前述の空気量マップの逆マップであって、点火時期が最適点火時期であることを前提にして、空気量とトルクとが種々のエンジン状態量をキーにして関連付けられたマップである。演算ユニット46で算出された目標効率は演算ユニット48に入力される。演算ユニット48は、入力された目標効率から点火時期を算出する。詳しくは、エンジン回転数、空気量、空燃比等のエンジン状態量に基づいて最適点火時期を算出するとともに、入力された目標効率から最適点火時期に対する遅角量を算出する。目標効率が1であれば遅角量はゼロとされ、目標効率が1よりも小さいほど遅角量は大きくされる。そして、最適点火時期に遅角量を足しあわせたものが最終的な点火時期として算出される。最適点火時期の計算には、例えば、最適点火時期と各種のエンジン状態量とを関連付けるマップを用いることができる。遅角量の計算には、例えば、遅角量と効率及び各種のエンジン状態量とを関連付けるマップを用いることができる。制御装置100は、演算ユニット48で算出された点火時期SAに従って点火装置4の操作を行う。以上が本実施の形態の制御装置100の構成についての説明である。本実施の形態によれば、制御装置100は、実吸気管圧ではなく目標吸気管圧から計算した予測ポンプ損失を目標空気量の計算に使用する。目標吸気管圧は目標空気量から計算されるため、目標空気量が変化すれば、目標吸気管圧の変化によって目標空気量の計算に用いている予測ポンプ損失の値も変化することになる。しかし、これらの処理は全て制御装置100内の演算で行われ、スロットル2の動作の影響を受けることがない。また、その演算は1制御周期例えば8msecで行われるためスロットル2の動作に対する空気の応答速度よりも十分に速い。よって、制御装置100によれば、過渡運転時であってもスロットル2の動作にハンチングが起きることがなく、要求トルク720°図示要求トルクを実現できる空気量に速やかに制御することができる。さらに、本実施の形態によれば、制御装置100は、点火時期制御においては目標吸気管圧ではなく実吸気管圧から計算した実ポンプ損失を計算に使用する。点火時期は吸気管圧に影響を与えることがないため、実ポンプ損失を用いたとしても空気量制御の場合のようなハンチングが起こることがない。一方、点火時期によるトルク制御は空気量によるトルク制御に比較してトルクの応答性が格段に優れていることから、実ポンプ損失を点火時期制御に用いることで、現時点におけるポンプ損失のもとエンジンが発生させるトルクが要求トルク720°図示要求トルクになるように点火時期を的確に制御することができる。なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施してもよい。"