JP4832542B2

JP4832542B2 - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP4832542B2
Application number: JP2009065388A
Authority: JP
Inventors: 大輔塩見; 浩矢谷; 誉顕福迫
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2029-03-18
Also published as: JP2010216401A; US20100236521A1; US8594905B2

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に機関の目標吸気量を算出し、目標吸気量に応じた吸気量制御を行うとともに、点火時期制御を行う制御装置に関する。

特許文献１には、内燃機関のアイドル回転数制御装置が示されている。この制御装置によれば、アイドル回転数が目標回転数と一致するように吸気量を補正する補正空気量が算出されるとともに、点火時期の遅角補正量が増加するほど、補正空気量を増加させる制御が行われる。点火時期の遅角補正量が増加すると機関出力トルクが減少することに着目したものであり、点火時期の遅角補正が行われているときは、吸気量を増量することにより、アイドル回転数の制御応答性が確保される。

特許第２９２９８９５号公報

機関の目標出力トルクに応じて目標吸気量を算出し、実際の吸気量が目標吸気量と一致するように吸気量制御を行う場合には、点火時期の遅角補正との関係で以下の点を考慮する必要がある。すなわち、機関温度、あるいは吸気温度が高いとき、またはノッキングが発生し易いときなどには、点火時期の遅角補正が行われるため、機関出力トルクを目標トルクに制御する場合に、特許文献１に示されるようなアイドル運転状態に限らず、アイドル以外の通常運転状態においても、点火時期の設定を考慮して目標空気量を設定することが必要である。ところが吸気量が変化すると、吸気圧が変化し、点火時期の遅角補正量も変化し、遅角補正量が変化すると、機関出力トルクが変化するため目標吸気量の変更が必要となる。このため、特許文献１に示されるような単純な制御では、特に目標出力トルクが変化したときに機関出力トルクを適切に追従させることができない。

本発明は上述した点に着目してなされたものであり、点火時期制御を考慮した吸気量制御を行い、機関出力トルクを目標出力トルクと一致させる制御の制御応答性を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関の目標出力トルク（ＴＲＱＯＢＪ，ＴＲＱＣＧｊ）に応じて目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪ）を算出する目標吸気量算出手段と、前記目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪ）に応じて前記機関の吸気量を制御する吸気量制御手段と、前記機関の点火時期（ＩＧＬＯＧ）を制御する点火時期制御手段とを備える、内燃機関の制御装置において、前記目標吸気量算出手段は、仮目標吸気量の初期値設定を行った後に、該仮目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤ，ＧＡＩＲＯＢＪＴ）を前記機関に供給した場合における前記点火時期の遅角補正量である推定遅角補正量（ＳＴＩＧＲＴＤ）を算出する第１ステップと、前記仮目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤ）及び推定遅角補正量（ＳＴＩＧＲＴＤ）に応じて前記機関の推定出力トルク（ＴＲＱＴＭＰ）を算出する第２ステップと、前記推定出力トルク（ＴＲＱＴＭＰ）が前記目標出力トルク（ＴＲＱＯＢＪ，ＴＲＱＣＧｊ）に近づくように前記仮目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤ）を修正する第３ステップとを、前記推定出力トルク（ＴＲＱＴＭＰ）と前記目標出力トルク（ＴＲＱＯＢＪ，ＴＲＱＣＧｊ）との差が所定閾値（ＤＴＲＱＴＨ）以下となる収束時点まで繰り返し実行し、前記目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪ）を、前記収束時点における仮目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤ）に設定することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、内燃機関の目標出力トルク（ＴＲＱＯＢＪ，ＴＲＱＣＧｊ）に応じて目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪ）を算出する目標吸気量算出手段と、前記目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪ）に応じて前記機関の吸気量を制御する吸気量制御手段と、前記機関の点火時期（ＩＧＬＯＧ）を制御する点火時期制御手段とを備える、内燃機関の制御装置において、前記目標吸気量算出手段は、仮トルク減少係数（Ｋ０）の初期値設定を行った後に、該仮トルク減少係数（Ｋ０）及び目標出力トルク（ＴＲＱＯＢＪ，ＴＲＱＣＧｊ）に応じて仮目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪＴ）を算出する第１ステップと、該仮目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪＴ）を前記機関に供給した場合における前記点火時期の遅角補正量である推定遅角補正量（ＳＴＩＧＲＴＤ）を算出する第２ステップと、前記推定遅角補正量（ＳＴＩＧＲＴＤ）に応じて、前記機関の出力トルクの減少率を示す推定トルク減少係数（ＫＩＧ）を算出する第３ステップと、前記仮トルク減少係数（Ｋ０）が前記推定トルク減少係数（ＫＩＧ）に近づくように前記仮トルク減少係数（Ｋ０）を修正する第４ステップとを、前記仮トルク減少係数（Ｋ０）と前記推定トルク減少係数（ＫＩＧ）との差（ＤＫ）が所定閾値（ＤＫＴＨ）以下となる収束時点まで繰り返し実行し、前記目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪ）を、前記収束時点における仮目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪＴ）に設定することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記目標吸気量算出手段において前記目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪ）の算出に要する最大時間（Ｔ２×ＩＭＡＸ）が、前記吸気量制御手段の制御周期（Ｔ１）より短くなるように、前記目標吸気量算出手段の演算周期（Ｔ２）が設定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関は第１気筒群及び第２気筒群からなる複数の気筒を有し、前記第１及び第２気筒群をともに作動させる全筒運転と、前記第１及び第２気筒群の一方を作動させる一部気筒運転とを切り換える作動気筒切換手段を備え、前記目標吸気量算出手段は、前記全筒運転と一部気筒運転の切換に対応して、前記目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪ）の算出を行うことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、仮目標吸気量の初期値設定が行われた後に、該仮目標吸気量を機関に供給した場合における点火時期の推定遅角補正量を算出する第１ステップと、仮目標吸気量及び推定遅角補正量に応じて推定出力トルクを算出する第２ステップと、推定出力トルクが目標出力トルクに近づくように仮目標吸気量を修正する第３ステップとが繰り返し実行され、推定出力トルクと目標出力トルクとの差が所定閾値以下となった収束時点の仮目標吸気量が、目標吸気量として設定される。このように第１から第３ステップを繰り返して実行することにより、点火時期の遅角補正量の設定を考慮した吸気量制御を行い、機関出力トルクを目標出力トルクと一致させる制御の制御応答性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、仮トルク減少係数の初期値設定が行われた後に、該仮トルク減少係数及び目標出力トルクに応じて仮目標吸気量を算出する第１ステップと、該仮目標吸気量を機関に供給した場合における点火時期の推定遅角補正量を算出する第２ステップと、推定遅角補正量に応じて機関の出力トルクの減少率を示す推定トルク減少係数を算出する第３ステップと、仮トルク減少係数が推定トルク減少係数に近づくように仮トルク減少係数を修正する第４ステップとが、仮トルク減少係数と推定トルク減少係数との差が所定閾値以下となる収束時点まで繰り返し実行され、仮トルク減少係数と推定トルク減少係数との差が所定閾値以下となった収束時点の仮目標吸気量が、目標吸気量として設定される。このように第１から第４ステップを繰り返して実行することにより、点火時期の遅角補正量の設定を考慮した吸気量制御を行い、機関出力トルクを目標出力トルクと一致させる制御の制御応答性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、目標吸気量の算出に要する最大時間が、吸気量制御手段の制御周期より短くなるように、目標吸気量の演算周期が設定されているので、最適な目標吸気量を吸気量制御に確実に反映させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、全筒運転と一部気筒運転の切換に対応して、上述した目標吸気量の算出が行われるので、作動気筒数の切換を行うときに目標吸気量を適切に設定し、当該切換に伴う機関回転数の変動を抑制することができる。

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。目標トルク（ＴＲＱＣＧ１，ＴＲＱＣＧ２）を設定する処理のフローチャートである。図２の処理を説明するためのタイムチャートである。点火時期制御のフローチャートである。図４の処理を説明するためのタイムチャートである。目標吸気量（ＧＡＩＲＯＢＪ）を算出する処理のフローチャートである。図６の処理において点火時期の推定遅角補正量（ＳＴＩＧＲＴＤ）を算出する処理のフローチャートである。図６の処理で参照されるマップを示す図、及び図６の処理を説明するための図である。図６の処理を説明するためのタイムチャートである。図６の処理の変形例のフローチャートである。図１０の処理で参照されるテーブルを示す図である。図１０の処理を説明するためのタイムチャートである。最適点火時期（ＩＧＭＡＰ）及び遅角補正量（ＩＧＴＲＤ）を算出するためのマップを示す図である。本発明を適用可能な他の内燃機関の例を説明するための図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。Ｖ型１０気筒の内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、＃１〜＃５気筒（第１気筒群）が設けられた第１バンクと、＃６〜＃１０気筒（第２気筒群）が設けられた第２バンクとを備え、第２バンクには＃６〜＃１０気筒を一時的に休止させるための気筒休止機構３０が設けられている。

エンジン１の吸気管２は、第１分岐吸気管２Ａと、第２分岐吸気管２Ｂとに分岐している。第１分岐吸気管２Ａは第１バンクの気筒に空気を供給し、第２分岐吸気管２Ｂは第２バンクの気筒に空気を供給する。第１分岐吸気管２Ａの途中にはスロットル弁３Ａが配されている。スロットル弁３Ａには、スロットル弁３Ａの開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ（図示せず）が設けられており、その検出信号が電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給される。スロットル弁３Ａは、アクチュエータ４Ａにより開閉駆動可能に構成されており、アクチュエータの作動はＥＣＵ５により制御される。

燃料噴射弁６Ａは図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各燃料噴射弁６Ａは図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。

スロットル弁３Ａの直ぐ下流には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ７Ａが設けられており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。
第２分岐吸気管２Ｂにも第１分岐吸気管２Ａと同様に、スロットル弁３Ｂ、アクチュエータ４Ｂ、燃料噴射弁６Ｂ、及び吸気圧センサ７Ｂが設けられており、ＥＣＵ５と接続されている（接続線は図示省略）。したがって、吸気圧ＰＢＡの検出値は、吸気圧センサ７Ａによって得られるものと、吸気圧センサ７Ｂによって得られるものとがある。以下に説明する制御においては、制御対象気筒が設けられているバンクに対応した吸気圧センサによる検出値が、吸気圧ＰＢＡとして適用される。

吸気管２の分岐点の上流側には、吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ８が取付けられており、その検出信号がＥＣＵ５に供給される。
エンジン１には、エンジン冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ９及びノッキングを検出するノッキングセンサ２１が取り付けられており、これらのセンサの検出信号はＥＣＵ５に供給される。

ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１０が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１０は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置でＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ及びＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期（例えば６度周期）でＣＲＫパルスを発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬパルス、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスがＥＣＵ５に供給される。これらの信号パルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。

気筒休止機構３０は複数の電磁弁を有しており、電磁弁の作動がＥＣＵ５により制御される。電磁弁を開閉することにより、全気筒を作動させる全筒運転と、＃１〜＃５気筒を作動させ、＃６〜＃１０気筒を休止させる一部気筒運転との切換が行われる。

エンジン１の各気筒に設けられた点火プラグ１２は、ＥＣＵ５に接続されており、点火プラグ１２の駆動信号、すなわち点火信号がＥＣＵ５から供給される。

ＥＣＵ５には、エンジン１により駆動される車両のアクセルペダルの操作量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ２２、大気圧ＰＡを検出する大気圧センサ２３、及びエンジン１により駆動される車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ２４が接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。

ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁６Ａ，６Ｂ、点火プラグ１２、気筒休止機構３０の電磁弁などに駆動信号を供給する出力回路を備えている。

ＥＣＵ５は、各種センサの検出信号に基づいて、スロットル弁３Ａ，３Ｂ、燃料噴射弁６Ａ，６Ｂの開弁時間、及び点火時期を制御するとともに、エンジン１の全筒運転と、一部気筒運転との切り換え制御を行う。

本実施形態では、アクセルペダル操作量ＡＰなどに応じてエンジン１の目標出力トルクＴＲＱＯＢＪが算出され、目標出力トルクＴＲＱＯＢＪに応じて目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪが算出され、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪに応じて目標スロットル弁開度ＴＨＯＢＪが算出される。そして、検出されるスロットル弁開度ＴＨが目標スロットル弁開度ＴＨＯＢＪと一致するようにスロットル弁３Ａ，３Ｂが駆動される。

図２は、目標出力トルクＴＲＱＯＢＪを算出し、目標出力トルクＴＲＱＯＢＪに応じて第１バンク目標トルクＴＲＱＣＧ１及び第２バンク目標トルクＴＲＱＣＧ２の設定を行う処理のフローチャートである。この処理はＥＣＵ５のＣＰＵで第１所定時間Ｔ１（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に実行される。

ステップＳ１１では、エンジン運転状態に応じて目標出力トルクＴＲＱＯＢＪを算出する。目標出力トルクＴＲＱＯＢＪは、通常運転状態（アイドル運転状態以外の運転状態）では、アクセルペダル操作量ＡＰにほぼ比例するように設定され、アイドル運転状態では、エンジン回転数ＮＥが目標回転数に維持されるように、主としてエンジン１の負荷となる補機（例えば空調装置、パワーステアリングなど）の作動状態に応じて設定される。

ステップＳ１２では、休止条件成立フラグＦＣＳＴＰが「１」であるか否かを判別する。休止条件成立フラグＦＣＳＴＰは、図示しない処理において、エンジン回転数ＮＥ、スロットル弁開度ＴＨ、車速ＶＰなどに応じた、一部気筒運転を行うための気筒休止条件が成立したとき「１」に設定され、気筒休止条件が成立していないとき「０」に設定される。

ＦＣＳＴＰ＝０であって全筒運転中であるときは、一部気筒運転から全筒運転へ移行した直後に行われる全筒移行制御中であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。全筒移行制御中であるときは、ステップＳ１４に進んで全筒移行制御を実行する。一部気筒運転中は、第１バンクの気筒のみ作動するため、第１バンク目標トルクＴＲＱＣＧ１が目標出力トルクＴＲＱＯＢＪに設定され、第２バンク目標トルクＴＲＱＣＧ２は「０」に設定される。そこで、全筒移行制御では、第１バンク目標トルクＴＲＱＣＧ１を目標出力トルクＴＲＱＯＢＪから（ＴＲＱＯＢＪ／２）まで徐々に減少させるとともに、第２バンク目標トルクＴＲＱＣＧ２を「０」から（ＴＲＱＯＢＪ／２）まで徐々に増加させる制御が行われる（図３，時刻ｔ３〜ｔ４参照）。

ステップＳ１５では、収束演算実行フラグＦＣＴＬを「１」に設定する。収束演算実行フラグＦＣＴＬが「１」であるときは、後述するように目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪの算出に収束演算が適用される。

全筒移行制御が完了する（第１バンク目標トルクＴＲＱＣＧ１が（ＴＲＱＯＢＪ／２）に達する）と、ステップＳ１３からステップＳ１６に進み、第１及び第２バンク目標トルクＴＲＱＣＧ１，ＴＲＱＣＧ２をともに（ＴＲＱＯＢＪ／２）に設定する。ついて収束演算実行フラグＦＣＴＬを「０」に設定する（ステップＳ２１）。

ステップＳ１２でＦＣＳＴＰ＝１であって一部気筒運転中であるときは、一部気筒運転へ移行した直後に行われる休筒移行制御中であるか否を判別する（ステップＳ１７）。その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、休筒移行制御を実行する（ステップＳ１８）。すなわち、第１バンク目標トルクＴＲＱＣＧ１を（ＴＲＱＯＢＪ／２）から目標出力トルクＴＲＱＯＢＪまで徐々に増加させるとともに、第２バンク目標トルクＴＲＱＣＧ２を（ＴＲＱＯＢＪ／２）から「０」まで徐々に減少させる制御が行われる（図３，時刻ｔ１〜ｔ２参照）。ステップＳ１９では収束演算実行フラグＦＣＴＬを「１」に設定する。

休筒移行制御が完了する（第１バンク目標トルクＴＲＱＣＧ１がＴＲＱＯＢＪに達する）と、ステップＳ１７からステップＳ２０に進み、第１バンク目標トルクＴＲＱＣＧ１を目標出力トルクＴＲＱＯＢＪに設定するととともに、第２バンク目標トルクＴＲＱＣＧ２をともに「０」に設定する。その後ステップＳ２１に進む。

図３は図２の処理を説明するためのタイムチャートである。時刻ｔ１に休止条件成立フラグＦＣＳＴＰが「０」から「１」に変化すると、時刻ｔ２まで休筒移行制御が行われ、第１バンク目標トルクＴＲＱＣＧ１は徐々に増加し、第２バンク目標トルクＴＲＱＣＧ２は徐々に減少する。時刻ｔ１からｔ２までの間、収束演算実行フラグＦＣＴＬが「１」に設定される。時刻ｔ３に休止条件成立フラグＦＣＳＴＰが「１」から「０」に変化すると、時刻ｔ４まで全筒移行制御が行われ、第１バンク目標トルクＴＲＱＣＧ１は徐々に減少し、第２バンク目標トルクＴＲＱＣＧ２は徐々に増加する。時刻ｔ３からｔ４までの間、収束演算実行フラグＦＣＴＬが「１」に設定される。

図４は点火時期制御を行う処理のフローチャートである。この処理はＥＣＵ５のＣＰＵでＴＤＣパルスの発生に同期して実行される。点火時期は、ピストンが圧縮上死点に位置するタイミングからの進角量で示されるパラメータである。

ステップＳ３０では、アイドルフラグＦＩＤＬが「１」であるか否かを判別する。アイドルフラグＦＩＤＬは、エンジン１がアイドル運転状態にあるとき「１」に設定される。

エンジン１がアイドル運転状態以外の通常運転状態にあるときは、ステップＳ３０からステップＳ３１に進み、アイドル運転移行完了フラグＦＮＩＣを「０」に設定する。ステップＳ３２ではエンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＢＡに応じて、最適点火時期（エンジン出力トルクを最大とする点火時期）が設定されたＭＢＴ（Minimum Spark Advance for Best Torque）マップを検索し、最適点火時期ＩＧＭＡＰを算出する。

ステップＳ３３では、通常運転移行完了フラグＦＩＮＣが「０」であるか否かを判別する。通常運転移行完了フラグＦＩＮＣは、アイドル運転状態において「０」に設定されるので（ステップＳ４０）、アイドル運転から通常運転へ移行した直後は、ステップＳ３３の答は肯定（ＹＥＳ）となり、下記式（１）により基本点火時期ＩＧＢＡＳＥを所定量ＤＩＧだけ増加させる（ステップＳ３４）。
ＩＧＢＡＳＥ＝ＩＧＢＡＳＥ＋ＤＩＧ（１）

ステップＳ３５では、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥが最適点火時期ＩＧＭＡＰ以上であるか否かを判別する。最初はこの答は否定（ＮＯ）となるので、直ちにステップＳ５１に進む。ステップＳ３４が繰り返し実行され、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥが徐々に増加して最適点火時期ＩＧＭＡＰに達すると、ステップＳ３５の答が肯定（ＹＥＳ）となり、通常運転移行完了フラグＦＩＮＣを「１」に設定するとともに、収束演算実行ＦＣＴＬを「０」に設定する（ステップＳ３６）。通常運転移行完了フラグＦＩＮＣが「１」に設定された後は、ステップＳ３３から直ちにステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７では、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥを最適点火時期ＩＧＭＡＰに設定する。

ステップＳ５１〜Ｓ５４では、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥを遅角方向に補正する遅角補正量（遅角方向を「正」とする）を算出する。
ステップＳ５１では、エンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＢＡに応じてＤＩＧＲＳＶマップを検索し、基本遅角補正量ＤＩＧＲＳＶを算出する。吸気圧ＰＢＡが高い高負荷運転状態では、ノック限界点火時期（ノッキングが発生し易くなる点火時期範囲の下限値）ＩＧＫＮＫが最適点火時期ＩＧＭＡＰより小さく（遅角側）なるため、基本遅角補正量ＤＩＧＲＳＶ（＝ＩＧＭＡＰ−ＩＧＫＮＫ）を適用することにより、ノッキングの発生を防止する。

ステップＳ５２では、エンジン冷却水温ＴＷに応じて冷却水温補正量ＩＧＴＷ算出するとともに、吸気温ＴＡに応じて吸気温補正量ＩＧＴＡを算出する。ステップＳ５３では、ノッキング検出処理（図示せず）における検出結果に応じて、ノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫを算出する。ノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫは、ノックセンサ２１の出力に基づいてノッキングが検出されると所定増加量だけ増量され、ノッキングが検出されない期間中は徐々に減量される。ノッキングの検出手法及びノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫの算出手法は例えば特開２００４−３５３４７３号公報に示されるような公知の手法が適用される。

ステップＳ５４では上記以外の遅角補正量、例えばフュエルカット運転開始直前に適用される遅角補正量、フュエルカット運転から通常運転に復帰したときに適用される遅角補正量、及びアイドル運転状態においてエンジン回転数ＮＥを目標回転数に維持するために適用される遅角補正量の和として、付加遅角補正量ＩＧＲＴＤが算出される。

ステップＳ５５では、下記式（２）により、点火時期ＩＧＬＯＧが算出される。点火プラグ１２に供給される点火信号は、点火時期ＩＧＬＯＧに応じた時期に出力される。
ＩＧＬＯＧ＝ＩＧＢＡＳＥ−ＤＩＧＲＳＶ−ＩＧＴＷ
−ＩＧＴＡ−ＩＧＫＮＯＣＫ−ＩＧＲＴＤ（２）

一方エンジン１がアイドル運転状態にあるときは、ステップＳ３０からステップＳ４０に進み、通常運転移行完了フラグＦＩＮＣを「０」設定するとともに、収束演算実行フラグＦＣＴＬを「１」に設定する。ステップＳ４１では、エンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＢＡに応じて、最適点火時期（ＭＢＴ）より所定遅角量だけ遅角側に設定されるアイドル基本点火時期ＩＧＩＤＬＭＡＰを算出する。

ステップＳ４２では、アイドル運転移行完了フラグＦＮＩＣが「０」であるか否かを判別する。通常運転からアイドル運転へ移行した直後は、この答が肯定（ＹＥＳ）であるので、下記式（３）により基本点火時期ＩＧＢＡＳＥを所定量ＤＩＧだけ減少させる（ステップＳ４３）。
ＩＧＢＡＳＥ＝ＩＧＢＡＳＥ−ＤＩＧ（３）

ステップＳ４４では、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥがアイドル基本点火時期ＩＧＩＤＬＭＡＰ以下であるか否かを判別する。最初はこの答は否定（ＮＯ）となるので、直ちにステップＳ５１に進む。ステップＳ４３が繰り返し実行され、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥが徐々に減少してアイドル基本点火時期ＩＧＩＤＬＭＡＰに達すると、ステップＳ４４の答が肯定（ＹＥＳ）となり、アイドル運転移行完了フラグＦＮＩＣを「１」に設定する（ステップＳ４５）。アイドル運転移行完了フラグＦＮＩＣが「１」に設定された後は、ステップＳ４２から直ちにステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６では、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥをアイドル基本点火時期ＩＧＩＤＬＭＡＰに設定する。そのステップＳ５１に進む。

図５は、図４の処理を説明するためのタイムチャートである。時刻ｔ１１にアイドル運転状態に移行すると、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥは最適点火時期ＩＧＭＡＰから徐々に減少し、時刻ｔ１２にアイドル基本点火時期ＩＧＩＤＬＭＡＰに達する。以後アイドル状態が終了する時刻ｔ１３まで、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥはアイドル基本点火時期ＩＧＩＤＬＭＡＰに維持される。時刻ｔ１３に通常運転状態へ移行すると、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥは徐々に増加し、時刻ｔ１４に最適点火時期ＩＧＭＡＰに達すると、以後は最適点火時期ＩＧＭＡＰに維持される。収束演算実行フラグＦＣＴＬは、時刻ｔ１１からｔ１４まで「１」に設定される。

図６は、バンク毎の目標トルクＴＲＱＣＧｊ（ｊ＝１または２）に応じて目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪを算出する処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５のＣＰＵで、第１所定時間Ｔ１より短い第２所定時間Ｔ２（例えば０．０１ｍｓｅｃ）毎に実行される。

ステップＳ７１では収束演算実行フラグＦＣＴＬが「１」であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、通常制御によって目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪを算出する（ステップＳ７２）。すなわち、目標トルクＴＲＱＣＧｊ及びエンジン回転数ＮＥに応じて目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪを算出する。

ステップＳ７１でＦＣＴＬ＝１であるときは、ステップＳ７３に進み、下側目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＬＯを「０」に設定するとともに、上側目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＨＩを下記式（４）により算出する。式（４）のＧＡＩＲＭＡＸは、吸気量の最大値であり、ΔＧＡＩＲは微少加算値である。
ＧＡＩＲＯＢＪＨＩ＝ＧＡＩＲＭＡＸ＋ΔＧＡＩＲ（４）

ステップＳ７４ではインデクスパラメータｉを「１」に設定する。ステップＳ７５では、下記式（５）により、下側目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＬＯと上側目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＨＩの平均値として中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤを算出する。
ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤ＝（ＧＡＩＲＯＢＪＬＯ＋ＧＡＩＲＯＢＪＨＩ）／２
（５）

ステップＳ７６では、エンジン回転数ＮＥ及び中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤに応じて、ＳＴＰＢＧＡＴＱマップを検索し、推定吸気圧ＳＴＰＢＧＡＴＱを算出する。ＳＴＰＢＧＡＴＱマップは、図８（ａ）に示すように、推定吸気圧ＳＴＰＢＧＡＴＱが中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤにほぼ比例するように設定されている。

ステップＳ７７では、図７に示すＳＴＩＧＲＴＤ算出処理を実行し、点火時期の推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤを算出する。図７のステップＳ９１では、下記式（６）により、図３の処理で算出されるノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫの移動平均値（以下「平均化ノック補正量」という）ＩＧＫＮＫＡＶを算出する。式（６）の「ｋ」は、ノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫの算出周期で離散化した離散化時刻であり、現在値を「０」として時刻が過去に遡るほど増加する。またＮＡＶは、例えば「１０」に設定される所定値である。

ステップＳ９２では、図３のステップＳ５１で使用するマップを用いて、推定吸気圧ＳＴＰＢＧＡＴＱ及びエンジン回転数ＮＥに応じて推定基本遅角補正量ＳＴＤＩＧＲＳＶを算出する。

ステップＳ９３では、下記式（７）によりアイドル遅角補正量ＤＩＧＭＩＤＬを算出する。アイドル遅角補正量ＤＩＧＭＩＤＬは、図５（ｃ）に示すように、アイドル運転状態及びアイドル運転状態から通常運転状態へ移行した直後の移行制御中において「０」より大きな値をとる。
ＤＩＧＭＩＤＬ＝ＩＧＭＡＰ−ＩＧＢＡＳＥ（７）

ステップＳ９３では、図３の処理で算出される冷却水温補正量ＩＧＴＷ、吸気温補正量ＩＧＴＡ、ステップＳ９１で算出される平均化ノック補正量ＩＧＫＮＫＡＶ、ステップＳ９２で算出される推定基本遅角補正量ＳＴＤＩＧＲＳＶ、及びステップＳ９３で算出されるアイドル遅角補正量ＤＩＧＭＩＤＬを下記式（８）に適用し、推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤを算出する。本実施形態においては、推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤには、付加遅角補正量ＩＧＲＴＤは含まれない。
ＳＴＩＧＲＴＤ＝ＳＴＤＩＧＲＳＶ＋ＩＧＴＷ＋ＩＧＴＡ
＋ＩＧＫＮＫＡＶ＋ＤＩＧＭＩＤＬ（８）

図６に戻り、ステップＳ７８では、推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じてＫＩＧＴＲＱＤＮマップを検索し、点火時期の遅角補正によるエンジン出力トルクの減少率を示すトルク減少係数ＫＩＧＴＲＱＤＮを算出する。ＫＩＧＴＲＱＤＮマップは、図８（ｂ）に示すように、推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤが増加するほど、トルク減少係数ＫＩＧＴＲＱＤＮが減少するように設定されている。トルク減少係数ＫＩＧＴＲＱＤＮは、「０」より大きく「１」以下の値をとる。

ステップＳ７９では、中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤ及びトルク減少係数ＫＩＧＴＲＱＤＮを下記式（９）に適用し、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰを算出する。式（９）のＫＧＡＴＲＱは、所定値に設定される換算係数である。
ＴＲＱＴＭＰ＝ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤ×ＫＩＧＴＲＱＤＮ×ＫＧＡＴＲＱ
（９）

ステップＳ８０では、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰが目標トルクＴＲＱＣＧｊと等しいか否かを判別する。通常、最初はこの答は否定（ＮＯ）となるので、インデクスパラメータｉがその最大値ＩＭＡＸ（例えば１５）と等しいか否かを判別する。最大値ＩＭＡＸは、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰ及び目標トルクＴＲＱＣＧｊを表す数値のビット数に依存するパラメータであり、１５ビットで表す場合には、最大値ＩＭＡＸは「１５」に設定される。

ステップＳ８１の答は最初は否定（ＮＯ）となるので、ステップＳ８２に進み、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰが目標トルクＴＲＱＣＧｊより大きいか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、上側目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＨＩを中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤに設定する（ステップＳ８３）一方、ＴＲＱＴＭＰ≦ＴＲＱＣＧｊであるときは、下側目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＬＯを中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤに設定する（ステップＳ８４）。次いでインデクスパラメータｉを「１」だけ増加させ、ステップＳ７５に戻る。

ステップＳ７５〜Ｓ８５の演算を繰り返すことにより、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰは、例えば図８（ｃ）に示すように目標トルクＴＲＱＣＧｊに収束していく。図８（ｃ）には４回の演算の収束する例が示されている。

推定出力トルクＴＲＱＴＭＰが目標トルクＴＲＱＣＧｊに収束し、ステップＳ８０の答が肯定（ＹＥＳ）となったとき、またはインデクスパラメータｉが最大値ＩＭＡＸに達したときは、ステップＳ８６に進み、下記式（１０）により、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪを算出する。式（１０）は、中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤについて、最大吸気量ＧＡＩＲＭＡＸを超えないようにリミット処理演算を行って目標吸気量ＧＡＲＩＯＢＪを算出するものである。
ＧＡＩＲＯＢＪ＝ｍｉｎ（ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤ，ＧＡＩＲＭＡＸ）
（１０）

図６の処理により算出される目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪに応じて、所定の変換テーブルを検索することにより、目標スロットル弁開度ＴＨＯＢＪが算出され、検出されるスロットル弁開度ＴＨが目標スロットル弁開度ＴＨＯＢＪと一致するようにスロットル弁が駆動される。このスロットル弁開度制御処理は、第１所定時間Ｔ１毎に実行される。

なお図６の処理の実行周期である第２所定時間Ｔ２は、ＣＰＵの演算負荷状態に応じて変更されるが、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪの算出に要する最大時間（Ｔ２×ＩＭＡＸ）が、第１所定時間Ｔ１より短くなるように設定される。これにより、上述した収束演算を行う場合でも、スロットル弁開度の制御周期より短い時間で、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪの算出が完了し、制御遅れを防止することができる。

以上のように図６の処理では、収束演算実行フラグＦＣＴＬが「１」であるときに、収束演算による目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪの算出が行われる。すなわち、仮の目標吸気量である中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤを用いて、点火時期の推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤが算出され、点火時期の遅角補正による出力トルクの減少を考慮して推定出力トルクＴＲＱＴＭＰが算出され、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰが目標トルクＴＲＱＣＧｊに収束する方向に、中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤが更新され、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪが、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰが目標トルクＴＲＱＣＧｊに収束した時点の中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤに設定される。

図９は、収束演算の効果を説明するためのタイムチャートであり、時刻ｔ２１において、休止条件成立フラグＦＣＳＴＰが「１」から「０」に変化したときの、第１バンクの気筒（一部気筒運転中も作動する気筒）に対応する制御パラメータの推移を示す。時刻ｔ２１において、推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤ（同図（ｃ））に応じてトルク減少係数ＫＩＧＴＲＱＤＮ（同図（ｂ））が算出されるため、トルク減少係数ＫＩＧＴＲＱＤＮは、推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤに応じた値に直ちに低下する。

図９（ｄ）の実線は推定吸気圧ＳＴＰＢＧＡＴＱに対応し、破線は吸気圧ＰＢＡに対応する。吸気圧ＰＢＡは、全筒運転に対応した吸気圧まで徐々に低下するのに対し、推定吸気圧ＳＴＰＢＧＡＴＱは、収束演算によって直ちに全筒運転に対応した吸気圧まで低下する。同図（ｅ）の実線は、収束演算により得られる目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪに対応し、破線は従来の手法により得られる目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪに対応する。

従来の手法では、現在の点火時期を元に、目標トルクに応じた目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪの算出が行われるため、同図のＡ部に示すように目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪのアンダーシュートが発生し、その後に徐々に全筒運転に対応した値に収束する。これに対し、目標吸気量に対応した点火時期を推定し、該推定点火時期を用いた収束演算を行うことにより、アンダーシュートの発生を防止することができる。その結果、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪの制御応答性を改善し、実際の吸気量の制御応答性を改善することができる。

なお、この図の時間軸のスケールは、上記収束演算の演算周期に比べて非常に大きいので、最大でＩＭＡＸ回の繰り返し演算は、図９の時刻ｔ２１で示した点で完了する。したがって、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪは時刻ｔ２１においてステップ的に変化する。

以上のように本実施形態では、図６のステップＳ７５を最初に実行するときに、仮目標吸気量である中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤの初期化が行われ、その後、中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤをエンジン１に供給した場合における吸気圧に相当する推定吸気圧ＳＴＰＢＧＡＴＱを算出するステップＳ７６と、推定吸気圧ＳＴＰＢＧＡＴＱにおける点火時期の推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤを算出するステップＳ７７と、中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤ及び推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤに応じて推定出力トルクＴＲＱＴＭＰを算出するステップＳ７８及びＳ７９と、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰが目標トルクＴＲＱＣＧｊに近づくように中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤを修正するステップＳ８２〜Ｓ８４及びＳ７５とを繰り返し実行する収束演算が実行され、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰが目標トルクＴＲＱＣＧｊと一致した収束時点の中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤが、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪとして設定される。このように収束演算を実行することにより、点火時期の遅角補正量の設定を考慮した吸気量制御を行い、エンジンの実際の出力トルクを目標出力トルクＴＲＱＯＢＪと一致させる制御の制御応答性を向上させることができる。例えば図９を参照して説明したように、目標トルクＴＲＱＣＧｊが急変する場合において、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪが適切に設定され、制御応答性が改善される。

また全筒運転と一部気筒運転の切換に伴う目標トルクＴＲＱＣＧｊの変更に対応して、収束演算による目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪの算出が行われるので、作動気筒数の切換に伴う目標トルクＴＲＱＣＧｊの変更時において目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪを適切に設定し、切換に伴うエンジン回転数ＮＥの変動を抑制することができる。

本実施形態では、気筒休止機構３０及びＥＣＵ５が作動気筒切換手段を構成し、スロットル弁３Ａ，３Ｂ、アクチュエータ４Ａ，４Ｂ、及びＥＣＵ５が吸気量制御手段を構成し、ＥＣＵ５が目標吸気量算出手段、及び点火時期制御手段を構成する。具体的には、図６及び図７の処理が目標吸気量算出手段に相当し、図３の処理が点火時期制御手段に相当する。

［変形例１］
上述した実施形態において、図６の処理に代えて図１０の処理により、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪを算出するようにしてもよい。

図１０の処理は、図６のステップＳ８２〜Ｓ８４を削除し、ステップＳ７３，Ｓ７５，Ｓ７６，Ｓ７８〜Ｓ８１，及びＳ８６を、それぞれステップＳ７３ａ，Ｓ７５ａ，Ｓ７６ａ，Ｓ７８ａ〜Ｓ８１ａ，及びＳ８６ａに変更したものである。

ステップＳ７３ａでは、仮トルク減少係数Ｋ０を「０．５」に設定する。ステップＳ７６ａでは、目標トルクＴＲＱＣＧｊ及び仮トルク減少係数Ｋ０に応じて図１１（ａ）に示すＧＡＩＲＯＢＪＴマップを検索し、仮目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＴを算出する。ＧＡＩＲＯＢＪＴマップは、仮トルク減少係数Ｋ０が減少するほど、仮目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＴの変化に対する目標トルクＴＲＱＣＧｊの変化率が減少するように設定されている。換言すれば、仮トルク減少係数Ｋ０が減少するほど、目標トルクＴＲＲＱＣＧｊの変化に対する仮目標吸気量ＧＡＲＩＯＢＪＴの変化率が増加するように設定されている。

ステップＳ７６ａでは、エンジン回転数ＮＥ及び仮目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＴに応じて、ＳＴＰＢＧＡＴＱマップを検索し、推定吸気圧ＳＴＰＢＧＡＴＱを算出する。ステップＳ７８ａでは、推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じてＫＩＧマップを検索し、点火時期の遅角補正によるエンジン出力トルクの減少率を示すトルク減少係数ＫＩＧを算出する。ＫＩＧマップは、図１１（ｂ）に示すように、推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤが増加するほど、トルク減少係数ＫＩＧが減少するように設定されている。トルク減少係数ＫＩＧは、「０」より大きく「１」以下の値をとる。

ステップＳ７９ａでは、下記式（１１）により仮トルク減少係数Ｋ０を更新する。
Ｋ０＝（ＫＩＧ＋Ｋ０）／２（１１）

ステップＳ８０ａでは、トルク減少係数ＫＩＧが仮トルク減少係数Ｋ０と等しいか否かを判別する。通常、最初はこの答は否定（ＮＯ）となるので、インデクスパラメータｉが最大値ＩＭＡＸａ（例えば８）と等しいか否かを判別する（ステップＳ８１ａ）。最初はこの答も否定（ＮＯ）となるので、インデクスパラメータｉを「１」だけ増加させて（ステップＳ８５）、ステップＳ７５ａに戻る。

最大値ＩＭＡＸａは、トルク減少係数ＫＩＧ及び仮トルク減少係数Ｋ０を表す数値のビット数に依存するパラメータであり、例えば８ビットで表す場合には、最大値ＩＭＡＸａは「８」に設定される。

ステップＳ７５ａ〜Ｓ８５の演算を繰り返すことにより、仮トルク減少係数Ｋ０とトルク減少係数ＫＩＧは等しくなり、ステップＳ８０ａの答が肯定（ＹＥＳ）となったとき、またはインデクスパラメータｉが最大値ＩＭＡＸａに達したときは、ステップＳ８６ａに進み、下記式（１２）により、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪを算出する。式（１２）は、仮目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＴについて、最大吸気量ＧＡＩＲＭＡＸを超えないようにリミット処理演算を行って目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪを算出するものである。
ＧＡＩＲＯＢＪ＝ｍｉｎ（ＧＡＩＲＯＢＪＴ，ＧＡＩＲＭＡＸ）（１２）

図１２は、図１０の処理を説明するためのタイムチャートであり、時刻ｔ３１において目標トルクＴＲＱＣＧｊがステップ状に減少した例が示されている（図１２（ａ））。図１２（ｂ）〜図１２（ｅ）は、それぞれ仮目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＴ，推定吸気圧ＳＴＰＢＧＡＴＱ，推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤ，及び仮トルク減少係数Ｋ０の推移を示す。この例では、８回の演算で仮トルク減少係数Ｋ０が一定となる、すなわちトルク減少係数ＫＩＧと等しくなり、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪの算出が完了する。

この変形例１によれば、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪが得られるまでの最大演算回数を、図６の処理に比べて減少させることができる。

［変形例２］
吸入空気量に応じて最適点火時期ＩＧＭＡＰ、及び最適点火時期ＩＧＭＡＰからの遅角補正量ＩＧＲＴＤを算出することもできる（例えば図１３に示すように吸入空気量に応じて設定される）。したがって、仮目標吸気量である中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤから直接、推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤを算出するようにしてもよい。すなわち、エンジン回転数ＮＥ及び中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤに応じて推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤが設定されたマップを検索することにより、推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤを算出するようにしてもよい。

［変形例３］
またスロットル弁開度とエンジン回転数ＮＥなどのエンジン運転状態が定まれば吸入空気量を定まるので、目標吸気量に相当するパラメータとして目標スロットル弁開度ＴＨＯＢＪを用いてもよい。この場合、仮目標スロットル弁開度ＴＨＯＢＪＴに基づいて推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤを算出するようにしてもよい。すなわち、目標出力トルクＴＲＱＣＧｊに応じて仮目標スロットル弁開度ＴＨＯＢＪＴの初期値設定を行い、その後、仮目標スロットル弁開度ＴＨＯＢＪＴに基づいて推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤを算出するステップと、仮目標スロットル弁開度ＴＨＯＢＪＴ及び推定遅角補正量ＳＴＩＧＲＴＤに応じて推定出力トルクＴＲＱＴＭＰを算出するステップと、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰが目標出力トルクＴＲＱＣＧｊに近づくように仮目標スロットル弁開度ＴＨＯＢＪＴを修正するステップとを、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰと目標出力トルクＴＲＱＣＧｊとの差ＤＴＲＱ（＝｜ＴＲＱＴＭＰ−ＴＲＱＣＧｊ｜）が所定閾値ＤＴＲＱＴＨ（例えば１Ｎｍ）以下となる収束時点まで繰り返し実行し、目標スロットル弁開度ＴＨＯＢＪを、その収束時点における仮スロットル弁開度ＴＨＯＢＪＴに設定するようにしてもよい。

［その他の変形例］
上述した実施形態では、第１気筒群（第１バンク）と第２気筒群（第２バンク）のそれぞれが吸気制御弁（スロットル弁３Ａ，３Ｂ）を備える構成を示したが、本発明はこれに限るものではなく、図１４（ａ）に示すように、第１気筒群（第１バンク）と第２気筒群（第２バンク）で共通の吸気制御弁（スロットル弁３Ｃ）を備える構成に適用しても良い。共通の吸気制御弁を備える場合は、目標出力トルクが同じ場合でも、当該吸気制御弁の開度と吸入空気量の関係（マップ）を、図１４（ｂ）に示すように全筒運転時（実線）と一部気筒運転時（破線）とで切り換える必要がある。全筒運転と一部気筒運転の切換に対応して本発明により目標吸気量の算出を行うことで、当該切換に伴うエンジン回転数の変動を抑制することできる。

また上述した実施形態では、全筒運転と一部気筒運転の切換時、アイドル運転状態、及びアイドル運転状態から通常運転状態へ移行直後において（収束演算実行フラグＦＣＴＬが「１」であるとき）、図６の目標空気量算出処理を実行し、収束演算による目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪの算出を行うようにしたが、常時収束演算によって目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪを算出するようにしてもよい。常時収束演算を実行することで、補機負荷の投入やアクセルペダル操作によって目標出力トルクが大きく変動した場合でも、エンジン出力トルクを当該目標出力トルクと一致させる制御の制御応答性を向上させることができる。

また上述した図６の処理では、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰが目標トルクＴＲＱＣＧｊと一致した時点を収束時点としたが、推定出力トルクＴＲＱＴＭＰと目標トルクＴＲＱＣＧｊの差ＤＴＲＱが所定閾値ＤＴＲＱＴＨ以下となった時点を収束時点として、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪを、その収束時点における中間目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＭＩＤに設定するようにしてもよい。

また図１０の処理では、仮トルク減少係数Ｋ０がトルク減少係数ＫＩＧと一致した時点を収束時点としたが、仮トルク減少係数Ｋ０がトルク減少係数ＫＩＧとの差ＤＫ（＝｜Ｋ０−ＫＩＧ｜）が所定閾値ＤＫＴＨ（例えば０．０２）以下となった時点を収束時点として、目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪを、その収束時点における仮目標吸気量ＧＡＩＲＯＢＪＴに設定するようにしてもよい。

また上述した実施形態では、Ｖ型１０気筒エンジンの制御に本発明を適用した例を示したが、本発明は、吸気系が単一の通常の直列気筒エンジンの制御にも適用可能である。

また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御にも適用が可能である。

１内燃機関
２Ａ第１分岐吸気管
２Ｂ第２分岐吸気管
３Ａ，３Ｂスロットル弁（吸気量制御手段）
４Ａ，４Ｂアクチュエータ（吸気量制御手段）
５電子制御ユニット（目標吸気量算出手段，点火時期制御手段，吸気量制御手段、作動気筒切換手段）
１２点火プラグ
２２アクセルセンサ
３０気筒休止機構（作動気筒切換手段）

Claims

内燃機関の目標出力トルクに応じて目標吸気量を算出する目標吸気量算出手段と、前記目標吸気量に応じて前記機関の吸気量を制御する吸気量制御手段と、前記機関の点火時期を制御する点火時期制御手段とを備える、内燃機関の制御装置において、
前記目標吸気量算出手段は、仮目標吸気量の初期値設定を行った後に、
該仮目標吸気量を前記機関に供給した場合における前記点火時期の遅角補正量である推定遅角補正量を算出する第１ステップと、
前記仮目標吸気量及び推定遅角補正量に応じて前記機関の推定出力トルクを算出する第２ステップと、
前記推定出力トルクが前記目標出力トルクに近づくように前記仮目標吸気量を修正する第３ステップとを、
前記推定出力トルクと前記目標出力トルクとの差が所定閾値以下となる収束時点まで繰り返し実行し、前記目標吸気量を、前記収束時点における仮目標吸気量に設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
内燃機関の目標出力トルクに応じて目標吸気量を算出する目標吸気量算出手段と、前記目標吸気量に応じて前記機関の吸気量を制御する吸気量制御手段と、前記機関の点火時期を制御する点火時期制御手段とを備える、内燃機関の制御装置において、
前記目標吸気量算出手段は、仮トルク減少係数の初期値設定を行った後に、
該仮トルク減少係数及び目標出力トルクに応じて仮目標吸気量を算出する第１ステップと、
該仮目標吸気量を前記機関に供給した場合における前記点火時期の遅角補正量である推定遅角補正量を算出する第２ステップと、
前記推定遅角補正量に応じて、前記機関の出力トルクの減少率を示す推定トルク減少係数を算出する第３ステップと、
前記仮トルク減少係数が前記推定トルク減少係数に近づくように前記仮トルク減少係数を修正する第４ステップとを、
前記仮トルク減少係数と前記推定トルク減少係数との差が所定閾値以下となる収束時点まで繰り返し実行し、前記目標吸気量を、前記収束時点における仮目標吸気量に設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記目標吸気量算出手段において前記目標吸気量の算出に要する最大時間が、前記吸気量制御手段の制御周期より短くなるように、前記目標吸気量算出手段の演算周期が設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
前記機関は第１気筒群及び第２気筒群からなる複数の気筒を有し、
前記第１及び第２気筒群をともに作動させる全筒運転と、前記第１及び第２気筒群の一方を作動させる一部気筒運転とを切り換える作動気筒切換手段を備え、
前記目標吸気量算出手段は、前記全筒運転と一部気筒運転の切換に対応して、前記目標吸気量の算出を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。