JP5925641B2 - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、目標トルクに応じて目標吸気量を設定し、吸気量を制御する内燃機関の吸気制御装置に関する。

従来の内燃機関の吸気制御装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この吸気制御装置では、内燃機関の目標トルクに応じて、目標吸気量が次のように設定される。まず、目標吸気量の暫定値である仮目標吸気量を初期値に設定する。次に、そのときの内燃機関の運転状態に応じ、この仮目標吸気量の吸気を内燃機関に供給したと仮定したときに設定されると推定される点火時期の推定リタード量を算出する。次に、これらの仮目標吸気量及び推定リタード量の条件の下で、内燃機関から出力されると推定されるトルクを、推定トルクとして算出する。

算出された推定トルクと目標トルクとの差が大きい場合には、推定トルクが目標トルクに近づくように、仮目標吸気量を修正する。具体的には、推定トルクが目標トルクよりも大きい場合には、仮目標吸気量を減少させ、逆の場合には、仮目標吸気量を増加させる。修正した仮目標吸気量に基づき、推定リタード量及び推定トルクを再度、算出する。そして、そのような処理を、推定トルクが目標トルクに収束するまで繰り返し行い、収束した時点における仮目標吸気量が、目標トルクを達成する目標吸気量として設定される。また、上記の処理を所定回数、実行しても、推定トルクが目標トルクに収束しない場合には、その時点での仮目標吸気量が目標吸気量として設定される。

特許第４８３２５４２号公報

内燃機関で燃焼する混合気の空燃比が一定値、例えば理論空燃比に制御される場合、通常、内燃機関のトルクは、吸気量が増加するにつれて、増加するという特性を有する。上述した従来の吸気制御装置は、そのようなトルクの出力特性を前提にしている。しかし、例えば、内燃機関が、高圧縮比エンジンで、特に高水温時や高吸気温時など、ノッキングを抑制するための点火時期のリタード量が比較的大きく設定されるような場合には、点火時期のリタードによる燃焼効率の低下により、吸気量が増加しても、内燃機関のトルクが増加しないか又は減少するという事象が生じる。その場合には、１つの目標トルクに対して、それを達成する複数の吸気量の解が存在することになる。

これに対し、従来の吸気制御装置では、仮目標吸気量の初期値から出発し、仮目標吸気量の修正と、修正された仮目標吸気量に基づいて推定された推定トルクの目標トルクへの収束状態の確認とを繰り返しながら、目標トルクを達成する吸気量を見出すという手法が採用されている。このため、仮目標吸気量の初期値の設定の仕方などによっては、上記の複数の吸気量の解のうち、より大きな吸気量の解を選択する可能性がある。その場合には、選択されたより大きな吸気量に応じて、トルクの増加に寄与しない余分な燃料が消費されるため、燃費が悪化する。また、例えば、仮目標吸気量がより大きな側の吸気量の解よりも大きな値に設定された場合には、仮目標吸気量がさらに増加側に誤って修正されるなど、仮目標吸気量の修正のハンチングが生じ、推定トルクが目標トルクに良好に収束せず、やはり目標吸気量を適切に設定できないおそれがある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、吸気量が増加しても内燃機関のトルクが増加しない状況において、トルクの増加に寄与しない余分な燃料の消費を有効に回避でき、それにより、燃費及びドライバビリティを向上させることができる内燃機関の吸気制御装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関３の目標トルクＴＲＱＣＭＤに応じて目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを設定し、設定された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤに基づいて吸気量ＧＡＩＲを制御する内燃機関の吸気制御装置であって、内燃機関３の運転状態（実施形態における（以下、本項において同じ）目標吸気カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ、エンジン回転数ＮＥ）に基づいて、燃焼室３ｄに吸入可能な最大の吸気量を、最大吸気量ＧＡＩＲＭＡＸとして算出する最大吸気量算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ３）と、値０から算出された最大吸気量ＧＡＩＲＭＡＸまでの吸気量の範囲内で、互いに異なる複数の仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉを設定する仮吸気量設定手段（ＥＣＵ２、図４のステップ４）と、内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、エンジン水温ＴＷ、吸気温ＴＡ、ノッキングの発生状態）に基づいて、設定された複数の仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉの吸気がそれぞれ燃焼室３ｄに吸入されたと仮定したときに前記内燃機関から出力されると推定されるトルクを、複数の推定トルクトルクＴＲＱＥＳＴｉとして算出する推定トルク算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ６、図４）と、複数の仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉに対する算出された複数の推定トルクＴＲＱＥＳＴｉの特性を表す推定トルク特性線を設定する推定トルク特性線設定手段（ＥＣＵ２、図４、図８〜図１１）と、設定された推定トルク特性線上に、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶが増加しても推定トルクＴＲＱＥＳＴが増加しなくなり始める点である非増加点（極大点ＰＭＡＸ、非増加点ＰＮＩＮＣ）が存在するか否かを判定するトルク非増加判定手段（ＥＣＵ２、図１３のステップ５２）と、非増加点が存在すると判定されたときに、非増加点に相当する推定トルクＴＲＱＥＳＴｉを制限トルクＴＲＱＬＭＴとして設定する制限トルク設定手段（ＥＣＵ２、図１３のステップ５６）と、目標トルクＴＲＱＣＭＤが制限トルクＴＲＱＬＭＴよりも大きいときに、非増加点に相当する仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉを目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤとして設定する目標吸気量設定手段（ＥＣＵ２、図１３のステップ５７、図１４のステップ７８、７９）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の吸気制御装置によれば、内燃機関の目標トルクに応じて、目標吸気量が次のようにして設定される。まず、内燃機関の運転状態に基づいて、燃焼室に吸入可能な最大吸気量を算出するとともに、この最大吸気量の範囲内で複数の仮吸気量を設定する。次に、そのときの内燃機関の運転状態に基づいて、複数の仮吸気量の各々による吸気が燃焼室に吸入されたと仮定したときに内燃機関から出力されると推定される複数の推定トルクをそれぞれ算出するとともに、算出されたこれらの複数の仮吸気量に対する複数の推定トルクの特性を表す推定トルク特性線を設定する。

また、設定された推定トルク特性線上に、非増加点が存在するか否かを判定する。この非増加点は、仮吸気量が増加しても推定トルクが増加しなくなり始める推定トルク特性線上の点である。この非増加点には、仮吸気量が増加するにつれて、推定トルクが増加から減少に明確に切り替わる場合の極大値に相当する極大点や、推定トルクが増加せず、ほぼ一定の状態になる区間を有する場合のその区間の起点が含まれる。そして、推定トルクの非増加点が存在すると判定されたときには、非増加点に相当する推定トルクを制限トルクとして設定するとともに、この制限トルクよりも目標トルクが大きいときには、非増加点に相当する仮吸気量を目標吸気量として設定する。

以上のように、推定トルク特性線上に推定トルクの非増加点が存在する場合において、この非増加点に相当する制限トルクを上回る目標トルクが設定されたときには、目標吸気量は、非増加点に相当する仮吸気量に制限される。これにより、目標吸気量が非増加点を超えて設定されることがなくなり、内燃機関のトルクの増加に寄与しない余分な燃料の消費を有効に回避できるので、燃費を向上させることができる。また、推定トルクの非増加点が極大点の場合には、吸気量が極大点を超えると、燃料が無駄に消費されるだけでなく、内燃機関のトルクが低下するので、上述した目標吸気量の制限によって、内燃機関のトルクの低下を有効に回避でき、ドライバビリティを向上させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置において、吸気量を調整するスロットル弁１０ａの開度（スロットル開度θＴＨ）の仮の目標値である仮目標スロットル開度θＴＨＣＭＤＰＲＶを、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤに応じて算出する仮目標スロットル開度算出手段（ＥＣＵ２、図１５のステップ９４）と、算出された仮目標スロットル開度θＴＨＣＭＤＰＲＶが、スロットル弁１０ａの開度がそれ以上増加しても内燃機関３のトルクがほとんど増加しなくなる開度であるスロットル弁の有効開度θＴＨＥＦＦ以下のときに、スロットル弁１０ａの開度の最終的な目標値である目標スロットル開度θＴＨＣＭＤを仮目標スロットル開度θＴＨＣＭＤＰＲＶに設定し、仮目標スロットル開度θＴＨＣＭＤＰＲＶが有効開度θＴＨＥＦＦよりも大きいときに、目標スロットル開度θＴＨＣＭＤを有効開度θＴＨＥＦＦに制限して設定する目標スロットル開度設定手段（ＥＣＵ２、図１５のステップ９６〜９８）と、をさらに備えることを特徴とする。

スロットル弁の特性として、上述したような有効開度を有する場合、スロットル弁の開度が有効開度以上に増加しても、内燃機関のトルクはほとんど増加しなくなる。このため、有効開度を超えた範囲で、目標トルクに応じてスロットル弁の開度を制御すると、目標トルクに対してスロットル弁の開度の制御量（変化量）が非常に大きくなるハンチングが生じやすいとともに、そのようなハンチングにより、スロットル弁やその駆動装置の寿命も短くなる。この構成によれば、目標吸気量に応じて算出された仮目標スロットル開度が有効開度を上回ったときに、目標スロットル開度を有効開度に制限して設定するので、有効開度を超えた範囲でのスロットル弁の開度のハンチングを防止できるとともに、スロットル弁及びその駆動装置の寿命を延ばすことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気制御装置において、推定トルク特性線上の非増加点よりも大きな仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶの範囲において、推定トルクＴＲＱＥＳＴが再度、増加し、制限トルクＴＲＱＬＭＴ以上になる再増加点ＰＲＩＮＣが存在するか否かを判定するトルク再増加判定手段（ＥＣＵ２、図１３のステップ６０）をさらに備え、目標吸気量設定手段は、再増加点ＰＲＩＮＣが存在すると判定された場合において、目標トルクＴＲＱＣＭＤが制限トルクＴＲＱＬＭＴよりも大きいときには、非増加点に相当する仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉに代えて、再増加点ＰＲＩＮＣよりも大きな仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶを、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤとして設定すること（図１４のステップ８６、８８）を特徴とする。

この構成によれば、推定トルク特性線上の非増加点よりも大きな仮吸気量の範囲において、推定トルクが再度、増加し、制限トルク以上になる再増加点が存在するか否かを判定する。そして、再増加点が存在すると判定された場合において、目標トルクが制限トルクよりも大きいときには、非増加点に相当する仮吸気量に代えて、再増加点よりも大きな仮吸気量を、目標吸気量として設定する。これにより、車両の運転者の要求に可能な限り応えて、内燃機関からより大きなトルクを出力させることができ、ドライバビリティをさらに向上させることができる。

請求項４に係る発明は、請求項２に記載の内燃機関の吸気制御装置において、内燃機関３は車両に動力源として搭載されており、車両のアクセルペダルの開度（アクセル開度ＡＰ）を検出するアクセル開度検出手段（アクセル開度センサ２１）をさらに備え、目標スロットル開度設定手段は、検出されたアクセルペダルの開度が全開状態にあり、かつ内燃機関３で燃焼する混合気の目標空燃比ＡＦＣＭＤが理論空燃比よりもリッチ側に設定されているときには、目標スロットル開度θＴＨＣＭＤを全開開度θＴＨＷＯに設定すること（図１５のステップ９１〜９３）を特徴とする。

この構成によれば、アクセル開度が全開状態にあるときに、運転者の加速要求に応え、内燃機関から最大のトルクを出力させることによって、ドライバビリティを向上させることができる。この場合、目標空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に設定されることが条件になっていることで、増量された燃料の気化熱による燃焼室内の冷却効果により、ノッキングに対する余裕度が高くなるので、目標スロットル開度を全開開度に設定しても、顕著なノッキングが発生するおそれはない。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置において、内燃機関３のノッキングの発生状態を検出するノッキング検出手段（ノックセンサ２５）と、検出されたノッキングの発生状態に応じて、点火時期ＩＧの推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴｉを算出する推定リタード量算出手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１４、図５）と、をさらに備え、推定トルク算出手段は、算出された点火時期ＩＧの推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴｉに応じて、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉを算出すること（図４のステップ１５、１６）を特徴とする。

点火時期をリタードすると、ノッキングが抑制される一方で、内燃機関の燃焼効率及びトルクが低下し、その低下度合はリタード量に応じて変化する。このため、点火時期のリタード量は、仮吸気量と推定トルクとの関係に大きな影響を及ぼし、推定トルク特性線上の非増加点の有無にも大きく関与する。この構成によれば、算出された点火時期の推定リタード量に応じて推定トルクを算出するので、リタード量に応じた内燃機関のトルクの低下度合を反映させながら、推定トルク特性線をより精度良く設定できるとともに、推定トルク特性線上の非増加点の有無をより適切に判定でき、それらの結果に応じた吸気制御をより精度良く行うことができる。

本発明を適用した内燃機関を概略的に示す図である。 吸気制御装置を示すブロック図である。 目標吸気量の設定処理のメインフローである。 推定トルクの算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 推定リタード量の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 図４の算出処理で用いられる、推定吸気圧を算出するためのマップである。 図４の算出処理で用いられる、推定トルクダウン率を算出するためのマップである。 第１パターンの特性を有する推定トルク特性線の一例を示す図である。 第２パターンの特性を有する推定トルク特性線の一例を示す図である。 第３パターンの特性を有する推定トルク特性線の一例を示す図である。 第４パターンの特性を有する推定トルク特性線の一例を示す図である。 目標吸気量の算出処理のメインフローである。 特性パターンの判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 目標吸気量の検索処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 目標スロットル開度の設定処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明を適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３を示す。このエンジン３は、車両（図示せず）に搭載された、例えば４気筒のガソリンエンジンである。各気筒３ａ（１つのみ図示）のピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃとの間には、燃焼室３ｄが形成されている。

各気筒３ａには、吸気コレクタ部６ａを有する吸気マニホルド６ｂを介して、吸気通路６が接続されるとともに、排気コレクタ部７ａを有する排気マニホルド７ｂを介して、排気通路７が接続されている。吸気マニホルド６ｂには燃料噴射弁４（図２参照）が、シリンダヘッド３ｃには点火プラグ５（図２参照）が、それぞれ気筒３ａごとに設けられている。燃料噴射弁４による燃料の噴射量・噴射時期、及び点火プラグ５の点火時期ＩＧは、後述するＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。

また、各気筒３ａには、吸気弁８及び排気弁９が設けられている。吸気弁８を駆動する吸気カムシャフト（図示せず）の一端部には、吸気カム位相可変機構１５が設けられている。この吸気カム位相可変機構１５は、エンジン３のクランクシャフト（図示せず）に対する吸気カムシャフトの相対的な位相（以下「吸気カム位相」という）ＣＡＩＮを無段階に変更するものであり、それにより、吸気弁８の開閉タイミングがクランクシャフトに対して無段階に変更（シフト）される。なお、吸気カム位相ＣＡＩＮは、吸気カム位相可変機構１５のコントロールシャフト（図示せず）をＶＴＣアクチュエータ１５ａ（図２参照）で駆動することによって制御され、ＶＴＣアクチュエータ１５ａの動作は、ＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。

吸気通路６の吸気コレクタ部６ａよりも上流側には、スロットル弁機構１０が設けられている。このスロットル弁機構１０は、吸気通路６内に配置されたバタフライ式のスロットル弁１０ａと、スロットル弁１０ａを駆動するＴＨアクチュエータ１０ｂを有する。スロットル弁１０ａの開度（以下「スロットル開度」という）θＴＨは、ＴＨアクチュエータ１０ｂに供給される電流をＥＣＵ２で制御することによって制御され、それにより、燃焼室３ｄに吸入される吸気量（新気量）ＧＡＩＲが調整される。なお、このエンジン３の通常の運転状態では、燃焼室３ｄに供給される燃料と空気との混合気の目標空燃比ＡＦＣＭＤが理論空燃比に設定され、ストイキ燃焼が行われるとともに、加速運転時には、目標空燃比ＡＦＣＭＤは理論空燃比よりもリッチ側に制御される。

また、エンジン３には、燃焼室３ｄから排気通路７に排出された排ガスの一部を、ＥＧＲガスとして、吸気通路６に還流させるためのＥＧＲ装置１１が設けられている。ＥＧＲ装置１１は、ＥＧＲ通路１２と、ＥＧＲ通路１２の途中に設けられたＥＧＲ弁機構１３及びＥＧＲクーラ１４などで構成されている。ＥＧＲ通路１２は、排気通路７の排気コレクタ部７ａと吸気通路６の吸気コレクタ部６ａに接続されている。

ＥＧＲ弁機構１３は、ＥＧＲ通路１２内に配置されたポペット式のＥＧＲ弁１３ａと、ＥＧＲ弁１３ａを駆動するＥＧＲアクチュエータ１３ｂを有する。ＥＧＲ弁１３ａのリフト量（以下「ＥＧＲ弁開度」という）ＬＥＧＲは、ＥＧＲアクチュエータ１３ｂに供給される電流をＥＣＵ２で制御することによって制御され、それにより、吸気通路６に還流するＥＧＲ量ＧＥＧＲが調整される。ＥＧＲクーラ１４は、ＥＧＲ弁１３ａの上流側に配置されており、エンジン３の冷却水を利用し、高温のＥＧＲガスを冷却する。

エンジン３のクランクシャフトには、クランク角センサ２０が設けられている（図２参照）。クランク角センサ２０は、クランクシャフトの回転に伴い、所定クランク角（例えば３０°）ごとに、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２１（図２参照）から、車両のアクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が入力される。

また、吸気通路６のスロットル１０ａよりも上流側には、大気圧センサ２２及び吸気温センサ２３が設けられている。大気圧センサ２２は大気圧ＰＡを検出し、吸気温センサ２３は吸気通路６を流れる吸気の温度（以下「吸気温」という）ＴＡを検出し、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。

さらに、エンジン３のシリンダブロック３ｅには、エンジン３の冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを検出する水温センサ２４と、ノッキングの発生状態を検出するノックセンサ２５が設けられており、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２０〜２５の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、エンジン３の燃料噴射及び点火時期ＩＧの制御や、吸気量ＧＡＩＲ及びＥＧＲ量ＧＥＧＲを制御する吸気制御などを実行する。

本実施形態では、この吸気制御として、アクセル開度ＡＰなどに応じてエンジン３の目標トルクＴＲＱＣＭＤを設定するとともに、この目標トルクＴＲＱＣＭＤなどに応じて、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤ及び目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを設定する。また、これらの目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤ及び目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤにそれぞれ基づいて、スロットル開度θＴＨ及びＥＧＲ弁開度ＬＥＧＲのそれぞれの目標値である目標スロットル開度θＴＨＣＭＤ及び目標ＥＧＲ弁開度ＬＥＧＲＣＭＤを設定し、さらにそれらに基づいてスロットル弁１０ａ及びＥＧＲ弁１３ａを駆動することによって、吸気量ＧＡＩＲ及びＥＧＲ量ＧＥＧＲが制御される。

本実施形態では、ＥＣＵ２が、最大吸気量算出手段、仮吸気量設定手段、推定トルク算出手段、推定トルク特性線設定手段、トルク非増加判定手段、制限トルク設定手段、目標吸気量設定手段、仮目標スロットル開度算出手段、目標スロットル開度設定手段、トルク再増加判定手段、及び推定リタード量算出手段に相当する。

図３は、ＥＣＵ２で実行される、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの設定処理のメインフローを示す。本処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。

本処理ではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、検出されたアクセル開度ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のＴＲＱＣＭＤマップ（図示せず）を検索することによって、エンジン３の目標トルクＴＲＱＣＭＤを算出する。このＴＲＱＣＭＤマップでは、目標トルクＴＲＱＣＭＤは、アクセル開度ＡＰにほぼ比例するように設定されている。

次に、算出された目標トルクＴＲＱＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のＣＡＩＮＣＭＤマップ（図示せず）を検索することによって、目標吸気カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを算出する（ステップ２）。このＣＡＩＮＣＭＤマップでは、目標吸気カム位相ＣＡＩＮＣＭＤは、目標トルクＴＲＱＣＭＤが大きいほど、より進角側に設定されている。

次に、算出された目標吸気カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のＧＡＩＲＭＡＸマップを検索することによって、最大吸気量ＧＡＩＲＭＡＸを算出する（ステップ３）。この最大吸気量ＧＡＩＲＭＡＸは、そのときのエンジン３の運転状態において燃焼室３ｄに吸入することが可能な最大の吸気量に相当する。

次に、算出された最大吸気量ＧＡＩＲＭＡＸを用い、次式（１）によって複数の仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉ（ｉ＝１〜ｍ）を算出する（ステップ４）。
ＧＡＩＲＰＲＶｉ＝（ＧＡＩＲＭＡＸ／ｍ）×ｉ ・・・（１）
この式（１）から明らかなように、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉは、最大吸気量ＧＡＩＲＭＡＸを等間隔で分割したｍ個の吸気量によって構成されている。算出された複数の仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉは、ＥＣＵ２のＲＡＭの所定の記憶領域に記憶される。

次に、複数の仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉの各々、目標吸気カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のＧＥＧＲＰＲＶマップ（図示せず）を検索することによって、複数の仮ＥＧＲ量ＧＥＧＲＰＲＶｉをそれぞれ算出する（ステップ５）。このＧＥＧＲＰＲＶマップは、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶ、目標吸気カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに対して最適な燃費が得られるＥＧＲ量を、仮ＥＧＲ量ＧＥＧＲＰＲＶとして設定したものである。

なお、車両が高地条件にあるなどの理由から、ＥＧＲ弁１３ａの上流側との差圧を確保するために吸気圧が制限される場合には、仮ＥＧＲ量ＧＥＧＲＰＲＶｉは適宜、減少側に補正される。算出された複数の仮ＥＧＲ量ＧＥＧＲＰＲＶｉは、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉに対応させて、ＲＡＭの所定の記憶領域に記憶される。

次に、複数の仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉに対応する複数の推定トルクＴＲＱＥＳＴｉを算出する（ステップ６）。これらの推定トルクＴＲＱＥＳＴｉは、そのときのエンジン３の運転状態において、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉの吸気がそれぞれ燃焼室３ｄに吸入されたと仮定したときにエンジン３から出力されると推定されるトルクであり、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉごとに算出される。図４は、その算出処理のサブルーチンである。

本処理では、まずステップ１１において、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉを指示するインデックス番号ｉを「１」にセットする。次に、図３のステップ４及び５でそれぞれ算出された仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉと仮ＥＧＲ量ＧＥＧＲＰＲＶｉとの和を、仮総ガス量ＧＧＡＳＰＲＶｉとして算出する（ステップ１２）。

次に、算出された仮総ガス量ＧＧＡＳＰＲＶｉ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、図６に示すＰＢＡＥＳＴマップを検索することによって、推定吸気圧ＰＢＡＥＳＴｉを算出する（ステップ１３）。図６のＰＢＡＥＳＴマップは、所定のエンジン回転数ＮＥにおける、仮総ガス量ＧＧＡＳＰＲＶと推定吸気圧ＰＢＡＥＳＴとの関係を示しており、推定吸気圧ＰＢＡＥＳＴは、仮総ガス量ＧＧＡＳＰＲＶに比例するように設定されている。

次に、点火時期ＩＧのＭＢＴ（Minimum Spark Advance for Best Torque）からの推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴｉを算出する（ステップ１４）。図５は、その算出処理のサブルーチンである。本処理では、まずステップ２１において、上記ステップ１３で算出された推定吸気圧ＰＢＡＥＳＴｉ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のＩＧＲＴＤＢＡＳＥマップ（図示せず）を検索することによって、推定リタード量の基本値ＩＧＲＴＤＢＡＳＥｉを算出する。このＩＧＲＴＤＢＡＳＥマップでは、基本値ＩＧＲＴＤＢＡＳＥは、推定吸気圧ＰＢＡＥＳＴが高いほど、ノッキングが発生しやすくなるため、より大きな値に、すなわちより遅角側に設定されている。

次に、検出されたエンジン水温ＴＷに応じて、点火時期ＩＧの水温補正量ＩＧＴＷを算出する（ステップ２２）とともに、検出された吸気温ＴＡに応じて、点火時期ＩＧの吸気温補正量ＩＧＴＡを算出する（ステップ２３）。また、ノックセンサ２５で検出されたノッキングの発生状態に応じて、点火時期ＩＧのノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫを算出する（ステップ２４）。そして、ステップ２１で算出された推定リタード量の基本値ＩＧＲＴＤＢＡＳＥｉに、上記の３つの補正量ＩＧＴＷ、ＩＧＴＡ及びＩＧＫＮＯＣＫを加算することによって、点火時期ＩＧの推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴｉを算出し（ステップ２５）、本処理を終了する。

図４に戻り、前記ステップ１４に続くステップ１５では、算出された推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴｉ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、図７に示すＫＴＲＱＤＮマップを検索することによって、ＭＢＴ燃焼時を基準とする推定トルクダウン率ＫＴＲＱＤＮｉを算出する。図７のＰＢＡＥＳＴマップは、所定のエンジン回転数ＮＥにおける、推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴと推定トルクダウン率ＫＴＲＱＤＮとの関係を示しており、推定トルクダウン率ＫＴＲＱＤＮは、推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴが大きいほど、エンジン３の燃焼効率が低下し、出力トルクが低下するため、より小さな値に設定されている。

次に、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉ及び上記の推定トルクダウン率ＫＴＲＱＤＮｉなどを用い、次式（２）によって、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉを算出する（ステップ１６）。
ＴＲＱＥＳＴｉ＝ＧＡＩＲＰＲＶｉ×ＫＴＲＱＤＮｉ×ＫＧＡＴＲＱ−ＴＲＱＦＲ ・・・（２）
ここで、右辺のＫＧＡＴＲＱは、ストイキ・ＭＢＴ燃焼時における、吸気量ＧＡＩＲをエンジン３の出力トルクに換算するための所定の換算係数であり、ＴＲＱＦＲは、エンジン３でのトルク損失となる所定のフリクションである。

次に、算出された推定トルクＴＲＱＥＳＴｉを、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉに対応させて、ＲＡＭの所定の記憶領域に記憶する（ステップ１７）。また、今回のインデックス番号ｉが仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉのサンプル数ｍに等しいか否かを判別する（ステップ１８）。この答がＮＯのときには、ステップ１９においてインデックス番号ｉをインクリメントした後、前記ステップ１２に戻り、ステップ１２〜１７による推定トルクＴＲＱＥＳＴｉの算出処理を繰り返す。そして、すべての仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉに対して推定トルクＴＲＱＥＳＴｉの算出が完了すると、ステップ１８の答がＹＥＳになるのに応じて、本処理を終了する。

以上の算出処理により、すべての仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉに対し、そのときのエンジン３の運転状態に応じて推定された推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴｉなどを反映した推定トルクＴＲＱＥＳＴｉがそれぞれ算出され、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉに対応して記憶される。これにより、ｍ個の仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶと推定トルクＴＲＱＥＳＴとの組合せから成る、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉと推定トルクＴＲＱＥＳＴｉとの関係（以下「仮吸気量−推定トルク関係」という）が設定される。

図８〜図１１はそれぞれ、上記のように設定された仮吸気量−推定トルク関係をプロットすることによって得られた推定トルク特性線を表しており、互いに異なる４つの特性パターンを示す。図８に示す第１パターンは、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶが増加するにつれて、推定トルクＴＲＱＥＳＴが単純に増加する通常のパターン（単調増加パターン）である。

図９に示す第２パターンは、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶが増加するにつれて、推定トルクＴＲＱＥＳＴが極大値まで増加する一方、この極大点ＰＭＡＸを過ぎた後には、ノッキングの抑制のために推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴが増大することなどに起因して、推定トルクＴＲＱＥＳＴが低下する（落ち込む）パターン（２次曲線パターン）である。

図１０に示す第３パターンは、第２パターンの変形パターンというべきものであり、第２パターンのような推定トルクＴＲＱＥＳＴの明確な極大点が現れず、推定トルクＴＲＱＥＳＴが、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶの増加に伴って非増加点ＰＮＩＮＣまで増加した後、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶが増加しても、増加せずにほぼ一定の状態になり、その後に低下するパターンである。

また、図１１に示す第４パターンは、上記第２パターンと同様に推定トルクＴＲＱＥＳＴが極大点ＰＭＡＸを境として低下した後、推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴが燃焼を良好に維持するために制限されることなどに起因して、推定トルクＴＲＱＥＳＴが再度、増加に転じ、極大点ＰＭＡＸに等しい再増加点ＰＲＩＮＣを超えて増加するパターン（３次曲線パターン）である。

図３に戻り、ステップ６に続くステップ７では、設定された推定トルク特性線に基づいて、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを算出し、本処理を終了する。図１２は、この目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの算出処理のメインフローを示す。

本処理では、推定トルク特性線の特性パターンが、前述した第１〜第４パターンのいずれに該当するかを判定し（ステップ４１）、次に、判定された特性パターンに基づいて、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを検索する（ステップ４２）。

図１３は、上記ステップ４１で実行される特性パターンの判定処理のサブルーチンを示す。本処理では、まずインデックス番号ｉを「１」にセットする（ステップ５１）とともに、このインデックス番号ｉに対応する推定トルクＴＲＱＥＳＴｉよりも、その次位の推定トルクＴＲＱＥＳＴｉ＋１が大きいか否かを判別する（ステップ５２）。この答がＹＥＳのときには、今回のインデックス番号ｉがサンプル数ｍから１を減じた値（ｍ−１）に等しいか否かを判別する（ステップ５３）。この答がＮＯのときには、インデックス番号ｉをインクリメントした（ステップ５４）後、前記ステップ５２に戻り、上記の判別を繰り返す。

そして、ステップ５２の答がＹＥＳのまま、前記ステップ５３の答がＹＥＳ（ｉ＝ｍ−１）になったとき、すなわち、隣り合ういずれの２つの仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉ、ＧＡＩＲＰＲＶｉ＋１の間においても、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉ＋１＞推定トルクＴＲＱＥＳＴｉの関係が成立しているときには、推定トルク特性線の特性パターンが図８に示す第１パターンであると判定し、そのことを表すために、特性パターンフラグＦ＿ＴＲＱＰＴを「１」にセットし（ステップ５５）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ５２の答がＮＯで、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉ＋１≦推定トルクＴＲＱＥＳＴｉが成立したときには、このときの推定トルクＴＲＱＥＳＴｉが、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶが増加しても推定トルクＴＲＱＥＳＴが増加しなくなり始める非増加点（第２パターンにおける極大点ＰＭＡＸ、又は第３パターンにおける非増加点ＰＮＩＮＣ）に相当するとして、このときの推定トルクＴＲＱＥＳＴｉを制限トルクＴＲＱＬＭＴとして設定する（ステップ５６）。また、対応する仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉを制限吸気量ＧＡＩＲＬＭＴとして、対応する仮ＥＧＲ量ＧＥＧＲＰＲＶｉを制限ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴとして、それぞれ設定する（ステップ５７、５８）。

次に、インデックス番号ｉをインクリメントした（ステップ５９）後、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉが、上記ステップ５６で設定された制限トルクＴＲＱＬＭＴよりも大きいか否かを判別する（ステップ６０）。この答がＮＯのときには、インデックス番号ｉがサンプル数ｍに等しいか否かを判別する（ステップ６１）。この答がＮＯのときには、ステップ５９に戻り、インデックス番号ｉをインクリメントした後、上記ステップ６０の判別を繰り返す。

そして、ステップ６０の答がＮＯのまま、前記ステップ６１の答がＹＥＳ（ｉ＝ｍ）になったとき、すなわち、非増加点よりも大きな仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶの範囲に、制限トルクＴＲＱＬＭＴを上回る推定トルクＴＲＱＥＳＴが存在しないときには、推定トルク特性線の特性パターンが図９又は図１０に示す第２又は第３パターンであると判定し、特性パターンフラグＦ＿ＴＲＱＰＴを「２」にセットし（ステップ６２）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ６０の答がＹＥＳで、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉ＞制限トルクＴＲＱＬＭＴが成立したときには、推定トルク特性線上に再増加点ＰＲＩＮＣが存在し、特性パターンが図１１に示す第４パターンであると判定して、このときのインデックス番号ｉを再増加点番号Ｎとして記憶する（ステップ６３）とともに、特性パターンフラグＦ＿ＴＲＱＰＴを「３」にセットし（ステップ６４）、本処理を終了する。

図１４は、図１２のステップ４２で実行される、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの検索処理のサブルーチンを示す。本処理では、まずステップ７１において、特性パターンフラグＦ＿ＴＲＱＰＴが「１」であるか否かを判別する。この答がＹＥＳで、判定された推定トルク特性線の特性パターンが第１パターンのときには、ステップ７２〜７６において、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤなどを設定し、本処理を終了する。

すなわち、インデックス番号ｉを「１」にセットした（ステップ７２）後、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉが目標トルクＴＲＱＣＭＤ以上であるか否かを判別する（ステップ７３）。この答がＮＯのときには、インデックス番号ｉをインクリメントする（ステップ７４）とともに、ステップ７３の判別を繰り返す。そして、その答がＹＥＳで、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉ≧目標トルクＴＲＱＣＭＤが成立したときに、そのときの仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉを目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤとして設定する（ステップ７５）とともに、対応する仮ＥＧＲ量ＧＥＧＲＰＲＶｉを目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤとして設定する（ステップ７６）。これにより、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉの検索を、その小さい側から順に行うことによって、目標トルクＴＲＱＣＭＤを達成する最小の仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉを容易かつ確実に選択し、目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤとして設定することができる。

前記ステップ７１の答がＮＯのときには、特性パターンフラグＦ＿ＴＲＱＰＴが「２」であるか否かを判別する（ステップ７７）。この答がＹＥＳで、特性パターンが第２又は第３パターンのときには、目標トルクＴＲＱＣＭＤが制限トルクＴＲＱＬＭＴよりも大きいか否かを判別する（ステップ７８）。この答がＮＯで、目標トルクＴＲＱＣＭＤ≦制限トルクＴＲＱＬＭＴのときには、前記ステップ７２以降に進み、第１パターンの場合と同様、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉの検索をその小さい側から順に行い、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉ≧目標トルクＴＲＱＣＭＤが成立したときの仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉを選択し、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤとして設定する。

一方、前記ステップ７８の答がＹＥＳで、目標トルクＴＲＱＣＭＤ＞制限トルクＴＲＱＬＭＴのときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを、図１３のステップ５７で設定された制限吸気量ＧＡＩＲＬＭＴに設定する（ステップ７９）とともに、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを、ステップ５８で設定された制限ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴに設定し（ステップ８０）、本処理を終了する。

以上のように、特性パターンが第２又は第３パターンの場合において、推定トルクＴＲＱＥＳＴの極大点ＰＭＡＸ又は非増加点ＰＮＩＮＣに相当する制限トルクＴＲＱＬＭＴを上回る目標トルクＴＲＱＣＭＤが設定されたときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤは、制限トルクＴＲＱＬＭＴに対応する制限吸気量ＧＡＩＲＬＭＴに制限される（図９及び図１０のかっこ書き）。これにより、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが極大点ＰＭＡＸ又は非増加点ＰＮＩＮＣを超えて設定されることがなくなり、エンジン３のトルクの増加に寄与しない余分な燃料の消費を有効に回避できるので、燃費を向上させることができる。

また、特性パターンが極大点ＰＭＡＸを有する第２パターンの場合には、吸気量ＧＡＩＲが極大点ＰＭＡＸを超えると、燃料が無駄に消費されるだけでなく、エンジン３のトルクが低下するので、上述した制限吸気量ＧＡＩＲＬＭＴによる目標吸気量ＧＡＩＲＣＤの制限によって、エンジン３のトルクの低下を有効に回避でき、ドライバビリティを向上させることができる。

前記ステップ７７の答がＮＯで、特性パターンが第４パターンのときには、前記ステップ７８と同様、目標トルクＴＲＱＣＭＤが制限トルクＴＲＱＬＭＴよりも大きいか否かを判別する（ステップ８１）。この答がＮＯで、目標トルクＴＲＱＣＭＤ≦制限トルクＴＲＱＬＭＴのときには、前記ステップ７２以降に進み、第１パターンの場合と同様、仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉの検索をその小さい側から順に行い、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉ≧目標トルクＴＲＱＣＭＤが成立したときの仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉを選択し、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤとして設定する。

上記ステップ８１の答がＹＥＳで、目標トルクＴＲＱＣＭＤ＞制限トルクＴＲＱＬＭＴのときには、インデックス番号ｉを図１４のステップ６３で記憶した再増加点番号Ｎにセットした（ステップ８２）後、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉが目標トルクＴＲＱＣＭＤ以上であるか否かを判別する（ステップ８３）。この答がＮＯのときには、インデックス番号ｉがサンプル数ｍに等しいか否かを判別し（ステップ８４）、その答がＮＯのときには、インデックス番号ｉをインクリメントした（ステップ８５）後、ステップ８３の判別を繰り返す。

そして、ステップ８３の答がＹＥＳで、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉ≧目標トルクＴＲＱＣＭＤが成立したときには、そのときの仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉを目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤとして設定する（ステップ８６）とともに、対応する仮ＥＧＲ量ＧＥＧＲＰＲＶｉを目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤとして設定し（ステップ８７）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ８４の答がＹＥＳ（ｉ＝ｍ）になったとき、すなわち、再増加点ＰＲＩＮＣよりも大きな仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶの範囲に、目標トルクＴＲＱＣＭＤ以上の推定トルクＴＲＱＥＳＴが存在しないときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを、最大吸気量ＧＡＩＲＭＡＸに相当する仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｍに設定する（ステップ８８）とともに、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを仮ＥＧＲ量ＧＥＧＲＰＲＶｍに設定し（ステップ８９）、本処理を終了する。

以上のように、特性パターンが第４パターンの場合において、制限トルクＴＲＱＬＭＴを上回る目標トルクＴＲＱＣＭＤが設定されるとともに、再増加点ＰＲＩＮＣよりも大きな仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶの範囲に、目標トルクＴＲＱＣＭＤ以上の推定トルクＴＲＱＥＳＴが存在するときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤは、そのときの推定トルクＴＲＱＥＳＴｉに対応する仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉに設定される。これにより、目標トルクＴＲＱＣＭＤを達成する最小の仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉを適切に選択し、目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤとして設定することができる。

一方、上記の場合において、目標トルクＴＲＱＣＭＤ以上の推定トルクＴＲＱＥＳＴが存在しないときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを、最大吸気量ＧＡＩＲＭＡＸに相当する仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｍに設定する。これにより、車両の運転者の要求に可能な限り応えて、エンジン３から最大限のトルクを出力させることができる。

また、本実施形態によれば、推定トルクＴＲＱＥＳＴｉは、点火時期ＩＧの推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴｉに応じて算出される。これにより、点火時期のリタード量に応じたエンジン３のトルクの低下度合を反映させながら、推定トルク特性線をより精度良く設定できるとともに、推定トルク特性線上の極大点ＰＭＡＸ、非増加点ＰＮＩＮＣや再増加点ＰＲＩＮＣの有無をより適切に判定でき、それらの結果に応じた吸気制御をより精度良く行うことができる。

次に、図１５を参照しながら、目標スロットル開度θＴＨＣＭＤの設定処理について説明する。本処理は、設定された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤなどに応じて、目標スロットル開度θＴＨＣＭＤを最終的に設定するものである。

本処理では、まずステップ９１において、検出されたアクセル開度ＡＰが所定の全開開度ＡＰＷＯにほぼ等しいか否かを判別し、次いで、ステップ９２において、エンジン３で燃焼する混合気の目標空燃比ＡＦＣＭＤが理論空燃比よりもリッチ側に設定されているか否かを判別する。これらの答がいずれもＹＥＳのときには、目標スロットル開度θＴＨＣＭＤを所定の全開開度θＴＨＷＯに設定し（ステップ９３）、本処理を終了する。

これにより、アクセル開度ＡＰが全開状態にあるときに、運転者の加速要求に応え、エンジン３から最大のトルクを出力させることによって、ドライバビリティを向上させることができる。この場合、目標空燃比ＡＦＣＭＤが理論空燃比よりもリッチ側に設定されることが条件になっていることで、増量された燃料の気化熱による燃焼室内の冷却効果により、ノッキングに対する余裕度が高くなるので、目標スロットル開度θＴＨＣＭＤを全開開度θＴＨＷＯに設定しても、顕著なノッキングが発生するおそれはない。

一方、前記ステップ９１又は９２の答がＮＯのときには、図１４の処理で設定された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のθＴＨＣＭＤＰＲＶマップ（図示せず）を検索することによって、スロットル開度θＴＨの仮の目標値である仮目標スロットル開度θＴＨＣＭＤＰＲＶを算出する（ステップ９４）。

次に、エンジン回転数ＮＥに応じ、所定のθＴＨＥＦＦマップ（図示せず）を検索することによって、スロットル弁１０ａの有効開度θＴＨＥＦＦを算出する（ステップ９５）。この有効開度θＴＨＥＦＦは、スロットル弁１０ａの開度がそれ以上増加しても、エンジン３のトルクがほとんど増加しなくなる開度であり、例えばスロットル弁１０ａの全開時のエンジン３のトルクに対して所定の数％だけ低いトルクに相当する開度として定義される。

次に、算出した仮目標スロットル開度θＴＨＣＭＤＰＲＶが有効開度θＴＨＥＦＦ以下であるか否かを判別する（ステップ９６）。この答がＹＥＳで、θＴＨＣＭＤＰＲＶ≦θＴＨＥＦＦのときには、目標スロットル開度θＴＨＣＭＤを仮目標スロットル開度θＴＨＣＭＤＰＲＶに設定し（ステップ９７）、本処理を終了する。

一方、ステップ９６の答がＮＯで、θＴＨＣＭＤＰＲＶ＞θＴＨＥＦＦのときには、目標スロットル開度θＴＨＣＭＤを有効開度θＴＨＥＦＦに制限して設定し（ステップ９８）、本処理を終了する。これにより、有効開度θＴＨＥＦＦを超えた範囲でのスロットル開度θＴＨのハンチングを防止できるとともに、スロットル弁１０ａ及びＴＨアクチュエータ１０ｂの寿命を延ばすことができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態における仮吸気量ＧＡＩＲＰＲＶｉのサンプル数ｍ（＝１０）はあくまで例示であり、増減してもよいことはもちろんである。サンプル数ｍを増やした場合には、推定トルク特性線をよりきめ細かく設定できるとともに、推定トルク特性線上の極大点ＰＭＡＸなどの有無をさらに適切に判定でき、吸気制御をさらに精度良く行うことができる。

また、実施形態では、スロットル弁１０ａの有効開度θＴＨＥＦＦを、エンジン回転数ＮＥに応じて設定しているが、これに代えて、一定の所定値に設定してもよい。

さらに、実施形態に示した、最大吸気量ＧＡＩＲＭＡＸ、推定リタード量ＩＧＲＴＤＥＳＴや推定トルクＴＲＱＥＳＴなどの各算出手法は、あくまで例示であり、他の適当な手法を採用してもよいことはもちろんである。

また、実施形態は、本発明を車両用のガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外のディーゼルエンジンなどの各種のエンジンに適用することができる。また、車両用以外のエンジン、例えば、クランクシャフトを鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

２ ＥＣＵ（最大吸気量算出手段、仮吸気量設定手段、推定トルク算出手段、推定ト ルク特性線設定手段、トルク非増加判定手段、制限トルク設定手段、目 標吸気量設定手段、仮目標スロットル開度算出手段、目標スロットル開 度設定手段、トルク再増加判定手段、推定リタード量算出手段）
３ エンジン（内燃機関）
３ｄ 燃焼室
１０ａ スロットル弁
２１ アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
２５ ノックセンサ（ノッキング検出手段）
ＮＥ エンジン回転数（内燃機関の運転状態）
ＴＡ 吸気温（内燃機関の運転状態）
ＴＷ エンジン水温（内燃機関の運転状態）
ＣＡＩＮＣＭＤ 目標吸気カム位相（内燃機関の運転状態）
ＧＡＩＲ 吸気量
ＴＲＱＣＭＤ 目標トルク
ＧＡＩＲＣＭＤ 目標吸気量
ＧＡＩＲＭＡＸ 最大吸気量
ＧＡＩＲＰＲＶｉ 複数の仮吸気量
ＴＲＱＥＳＴｉ 複数の推定トルク
ＰＭＡＸ 極大点（非増加点）
ＰＮＩＮＣ 非増加点
ＴＲＱＬＭＴ 制限トルク
θＴＨ スロットル開度（スロットル弁の開度）
θＴＨＣＭＤＰＲＶ 仮目標スロットル開度
θＴＨＥＦＦ 有効開度
θＴＨＣＭＤ 目標スロットル開度
ＰＲＩＮＣ 再増加点
ＡＰ アクセル開度（アクセルペダルの開度）
ＡＦＣＭＤ 目標空燃比
θＴＨＷＯ 全開開度
ＩＧ 点火時期
ＩＧＲＴＤＥＳＴ 推定リタード量

Claims (5)

1. 内燃機関の目標トルクに応じて目標吸気量を設定し、当該設定された目標吸気量に基づいて吸気量を制御する内燃機関の吸気制御装置であって、
   前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記燃焼室に吸入可能な最大の吸気量を、最大吸気量として算出する最大吸気量算出手段と、
   値０から前記算出された最大吸気量までの吸気量の範囲内で、互いに異なる複数の仮吸気量を設定する仮吸気量設定手段と、
   前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記設定された複数の仮吸気量の吸気がそれぞれ燃焼室に吸入されたと仮定したときに前記内燃機関から出力されると推定されるトルクを、複数の推定トルクとして算出する推定トルク算出手段と、
   前記複数の仮吸気量に対する前記算出された複数の推定トルクの特性を表す推定トルク特性線を設定する推定トルク特性線設定手段と、
   当該設定された推定トルク特性線上に、前記仮吸気量が増加しても前記推定トルクが増加しなくなり始める点である非増加点が存在するか否かを判定するトルク非増加判定手段と、
   前記非増加点が存在すると判定されたときに、当該非増加点に相当する前記推定トルクを制限トルクとして設定する制限トルク設定手段と、
   前記目標トルクが前記制限トルクよりも大きいときに、前記非増加点に相当する前記仮吸気量を前記目標吸気量として設定する目標吸気量設定手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
2. 吸気量を調整するスロットル弁の開度の仮の目標値である仮目標スロットル開度を、前記目標吸気量に応じて算出する仮目標スロットル開度算出手段と、
   当該算出された仮目標スロットル開度が、前記スロットル弁の開度がそれ以上増加しても前記内燃機関のトルクがほとんど増加しなくなる開度である前記スロットル弁の有効開度以下のときに、前記スロットル弁の開度の最終的な目標値である目標スロットル開度を前記仮目標スロットル開度に設定し、前記仮目標スロットル開度が前記有効開度よりも大きいときに、前記目標スロットル開度を前記有効開度に制限して設定する目標スロットル開度設定手段と、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吸気制御装置。
3. 前記推定トルク特性線上の前記非増加点よりも大きな前記仮吸気量の範囲において、前記推定トルクが再度、増加し、前記制限トルク以上になる再増加点が存在するか否かを判定するトルク再増加判定手段をさらに備え、
   前記目標吸気量設定手段は、前記再増加点が存在すると判定された場合において、前記目標トルクが前記制限トルクよりも大きいときには、前記非増加点に相当する前記仮吸気量に代えて、前記再増加点よりも大きな前記仮吸気量を、前記目標吸気量として設定す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吸気制御装置。
4. 前記内燃機関は車両に動力源として搭載されており、
   前記車両のアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段をさらに備え、
   前記目標スロットル開度設定手段は、前記検出されたアクセルペダルの開度が全開状態にあり、かつ前記内燃機関で燃焼する混合気の目標空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に設定されているときには、前記目標スロットル開度を全開開度に設定することを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関の吸気制御装置。
5. 前記内燃機関のノッキングの発生状態を検出するノッキング検出手段と、
   当該検出されたノッキングの発生状態に応じて、点火時期の推定リタード量を算出する推定リタード量算出手段と、をさらに備え、
   前記推定トルク算出手段は、前記算出された点火時期の推定リタード量に応じて、前記推定トルクを算出することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。

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