記為“TQ2etc”。運(yùn)算單元130僅在實(shí)際需要那樣的轉(zhuǎn)矩的情況下輸出有效值，在不需要那樣的轉(zhuǎn)矩的期間算出無效值。無效值被設(shè)定為比發(fā)動(dòng)機(jī)能夠輸出的最大圖示轉(zhuǎn)矩大的值。
[0056]從構(gòu)成如上所述那樣的大運(yùn)算單元120輸出要求第1轉(zhuǎn)矩、其他第1轉(zhuǎn)矩、目標(biāo)空燃比、假想第1空燃比、假想第2空燃比、切換用目標(biāo)效率、其他效率、要求第3轉(zhuǎn)矩、切換用目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩、其他第3轉(zhuǎn)矩、要求第2轉(zhuǎn)矩、以及其他第2轉(zhuǎn)矩。這些控制用參數(shù)被輸入到大運(yùn)算單元140。此外，來自動(dòng)力系管理器200的要求第1轉(zhuǎn)矩、要求第3轉(zhuǎn)矩以及要求第2轉(zhuǎn)矩為軸轉(zhuǎn)矩，但在大運(yùn)算單元120中，將其修正為圖示轉(zhuǎn)矩。要求轉(zhuǎn)矩向圖示轉(zhuǎn)矩的修正通過將摩擦轉(zhuǎn)矩、輔機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及栗氣損失加到要求轉(zhuǎn)矩上或者從要求轉(zhuǎn)矩中減去來進(jìn)行。此外，在大運(yùn)算單元120的內(nèi)部計(jì)算的切換用目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩等轉(zhuǎn)矩均計(jì)算為圖示轉(zhuǎn)矩。
[0057]接著，說明大運(yùn)算單元140。如上所述，從大運(yùn)算單元120輸送來各種發(fā)動(dòng)機(jī)控制用參數(shù)。其中，要求第1轉(zhuǎn)矩和其他第1轉(zhuǎn)矩是針對(duì)屬于相同范疇的控制量的要求，不能同時(shí)成立。同樣，要求第3轉(zhuǎn)矩、其他第3轉(zhuǎn)矩、以及切換用目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩是針對(duì)屬于相同范疇的控制量的要求，不能同時(shí)成立。同樣，切換用目標(biāo)效率和其他效率是針對(duì)屬于相同范疇的控制量的要求，不能同時(shí)成立。同樣，要求第2轉(zhuǎn)矩和其他第2轉(zhuǎn)矩是針對(duì)屬于相同范疇的控制量的要求，不能同時(shí)成立。因此，需要針對(duì)每個(gè)控制量的范疇進(jìn)行調(diào)停處理。這里所說的調(diào)停是指例如最大值選擇、最小值選擇、平均或者迭加等，是根據(jù)多個(gè)數(shù)值獲得一個(gè)數(shù)值的計(jì)算處理，也可以設(shè)為將多個(gè)種類的計(jì)算處理適當(dāng)組合而成的處理。由于在每個(gè)控制量的范疇實(shí)施這樣的調(diào)停，因此在大運(yùn)算單元140中準(zhǔn)備有四個(gè)運(yùn)算單元142、144、146、148。
[0058]運(yùn)算單元142構(gòu)成為對(duì)第1轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)停。對(duì)運(yùn)算單元142輸入要求第1轉(zhuǎn)矩和其他第1轉(zhuǎn)矩。運(yùn)算單元142對(duì)其進(jìn)行調(diào)停，并將調(diào)停后的轉(zhuǎn)矩作為最終決定的目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩輸出。在圖中，最終決定的目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩記為“TQlt”。作為運(yùn)算單元142的調(diào)停方法，使用最小值選擇。因此，在未從運(yùn)算單元124輸出有效值的情況下，來自動(dòng)力系管理器200的要求第1轉(zhuǎn)矩被算出作為目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩。
[0059]運(yùn)算單元144構(gòu)成為對(duì)點(diǎn)火正時(shí)效率進(jìn)行調(diào)停。對(duì)運(yùn)算單元144輸入切換用目標(biāo)效率和其他效率。運(yùn)算單兀144對(duì)其進(jìn)行調(diào)停，并將調(diào)停后的效率作為最終決定的目標(biāo)效率輸出。在圖中，最終決定的目標(biāo)效率記為“ Π t”。運(yùn)算單兀144的調(diào)停方法使用最小值選擇。從燃料消耗性能的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選點(diǎn)火正時(shí)效率為最大值，即1。因此，只要沒有特別的事件，由運(yùn)算單元122計(jì)算的切換用目標(biāo)效率和由運(yùn)算單元128計(jì)算的其他效率都保持為最大值，即1。因此，從運(yùn)算單元144輸出的目標(biāo)效率的值基本為1，僅在發(fā)生了某個(gè)事件的情況下選擇比1小的值。
[0060]運(yùn)算單元146構(gòu)成為調(diào)停第3轉(zhuǎn)矩。對(duì)運(yùn)算單元146輸入要求第3轉(zhuǎn)矩、其他第3轉(zhuǎn)矩以及切換用目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩。運(yùn)算單元146對(duì)其進(jìn)行調(diào)停，并將調(diào)停后的轉(zhuǎn)矩作為最終決定的目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩輸出。在圖中，最終決定的目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩記為“TQ3t”。運(yùn)算單元146的調(diào)停方法使用最小值選擇。第3轉(zhuǎn)矩，也包括切換用目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩，基本上為無效值，僅在特定情況下切換為表示想要實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩的大小的有效值。因此，從運(yùn)算單元146輸出的目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩也基本為無效值，僅在產(chǎn)生了某個(gè)事件的情況下選擇有效值。
[0061]運(yùn)算單元148構(gòu)成為對(duì)第2轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)停。對(duì)運(yùn)算單元148輸入要求第2轉(zhuǎn)矩和其他第2轉(zhuǎn)矩。運(yùn)算單元148對(duì)其進(jìn)行調(diào)停，將調(diào)停后的轉(zhuǎn)矩作為最終決定的目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩輸出。在圖中，最終決定的目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩記為“TQ2t”。運(yùn)算單元148的調(diào)停方法使用最小值選擇。因此，在未從運(yùn)算單元130輸出有效值的情況下，來自動(dòng)力系管理器200的要求第2轉(zhuǎn)矩作為目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩算出。
[0062]從構(gòu)成為如上所述那樣的大運(yùn)算單元140輸出目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩、目標(biāo)效率、假想第1空燃比、假想第2空燃比、目標(biāo)空燃比、目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩以及目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩。這些控制用參數(shù)輸入到大運(yùn)算單元160。
[0063]大運(yùn)算單元160相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的逆模型，由利用映射、函數(shù)表示的多個(gè)模型構(gòu)成。用于協(xié)調(diào)操作的各致動(dòng)器2、4、6、8、10的操作量由大運(yùn)算單元160算出。從大運(yùn)算單元140輸入的控制用參數(shù)中的目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩、目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩以及目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩均作為針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值進(jìn)行處理。需要說明的是，目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩優(yōu)先于目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩。在大運(yùn)算單元160中，以如下方式進(jìn)行各致動(dòng)器2、4、6、8、10的操作量的計(jì)算，該方式是:在目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩為有效值的情況下達(dá)成目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩，在目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩為無效值的情況下達(dá)成目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩。操作量的計(jì)算以與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩同時(shí)地也達(dá)成目標(biāo)空燃比、目標(biāo)效率的方式進(jìn)行。SP，在本實(shí)施方式的控制裝置中，作為發(fā)動(dòng)機(jī)的控制量，使用轉(zhuǎn)矩、效率以及空燃比，基于這三種控制量的目標(biāo)值實(shí)施空氣量控制、點(diǎn)火正時(shí)控制以及燃料噴射量控制。
[0064]大運(yùn)算單元160 包括多個(gè)運(yùn)算單元 182、184、166、186、168、170、172、174、176、178。這些運(yùn)算單元中，與空氣量控制有關(guān)的是運(yùn)算單元182、184、166、186、178，與點(diǎn)火正時(shí)控制有關(guān)的是運(yùn)算單元168、170、172，與燃料噴射量控制有關(guān)的是運(yùn)算單元174、176。以下，從與空氣量控制有關(guān)的運(yùn)算單元開始，依次說明各運(yùn)算單元的功能。
[0065]運(yùn)算單元182進(jìn)一步包括兩個(gè)運(yùn)算單元190、192。對(duì)運(yùn)算單元190輸入目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩、目標(biāo)效率以及假想第1空燃比。另外，對(duì)運(yùn)算單元192輸入目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩、目標(biāo)效率以及假想第2空燃比。運(yùn)算單元182相當(dāng)于本發(fā)明的目標(biāo)空氣量算出單元。
[0066]運(yùn)算單元190相當(dāng)于本發(fā)明的目標(biāo)第1空氣量算出單元，使用目標(biāo)效率和假想第1空燃比，并根據(jù)目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩逆運(yùn)算用于達(dá)成目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)空氣量(以下，目標(biāo)第1空氣量)。在該計(jì)算中，目標(biāo)效率以及假想第1空燃比用作給出空氣量向轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換效率的參數(shù)。此外，在本發(fā)明中，空氣量是指吸入缸內(nèi)的空氣的量，將其無因次化而得到的填充效率或者負(fù)荷率處于與本發(fā)明的空氣量的均等的范圍內(nèi)。
[0067]運(yùn)算單元190首先通過目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩除以目標(biāo)效率而算出空氣量控制用目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。在目標(biāo)效率比1小的情況下，空氣量控制用目標(biāo)轉(zhuǎn)矩比目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩大。這意味著對(duì)致動(dòng)器2、8、10的空氣量控制要求能夠潛在輸出比目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩大的轉(zhuǎn)矩。另一方面，在目標(biāo)效率為1的情況下，目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩原封不動(dòng)地被算出作為空氣量控制用目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。
[0068]運(yùn)算單元190接著使用轉(zhuǎn)矩-空氣量轉(zhuǎn)換映射將空氣量控制用目標(biāo)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為目標(biāo)空氣量。轉(zhuǎn)矩-空氣量轉(zhuǎn)換映射是以點(diǎn)火正時(shí)為最適點(diǎn)火正時(shí)為前提，以包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及空燃比的各種發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)量為關(guān)鍵詞將轉(zhuǎn)矩和空氣量相關(guān)聯(lián)而得到的映射。該映射基于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)而獲得的數(shù)據(jù)而作成。在轉(zhuǎn)矩-空氣量轉(zhuǎn)換映射的檢索中使用發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)量的實(shí)際值、目標(biāo)值。關(guān)于空燃比，將假想空燃比用于映射檢索。因此，在運(yùn)算單元190中，在假想第1空燃比下，算出空氣量控制用目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的實(shí)現(xiàn)所需的空氣量，來作為目標(biāo)第1空氣量。在圖中，目標(biāo)第1空氣量記為“KLtl”。
[0069]運(yùn)算單元192相當(dāng)于本發(fā)明的目標(biāo)第2空氣量算出單元，采用與上述的運(yùn)算單元190同樣的方法，使用目標(biāo)效率和假想第2空燃比，并根據(jù)目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩逆運(yùn)算用于達(dá)成目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)空氣量(以下，目標(biāo)第2空氣量)。在圖中，目標(biāo)第2空氣量記為“KL2t”。在目標(biāo)第2空氣量的計(jì)算中，也將目標(biāo)效率以及假想空燃比用作給出空氣量向轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換效率的參數(shù)。
[0070]運(yùn)算單元184進(jìn)一步包括兩個(gè)運(yùn)算單元194、196。對(duì)運(yùn)算單元194輸入目標(biāo)第1空氣量。另外，對(duì)運(yùn)算單兀196輸入目標(biāo)第2空氣量。
[0071]運(yùn)算單元194根據(jù)目標(biāo)第1空氣量逆運(yùn)算進(jìn)氣管壓的目標(biāo)值即目標(biāo)進(jìn)氣管壓。在目標(biāo)進(jìn)氣管壓的計(jì)算中，使用記載了通過進(jìn)氣門取入缸內(nèi)的空氣量與進(jìn)氣管壓之間的關(guān)系的映射。由于空氣量與進(jìn)氣管壓的關(guān)系根據(jù)閥正時(shí)變化，因此在目標(biāo)進(jìn)氣管壓的計(jì)算中，根據(jù)當(dāng)前的閥正時(shí)決定上述映射的參數(shù)值。在圖中，目標(biāo)進(jìn)氣管壓記為“Pmt”。
[0072]運(yùn)算單元196根據(jù)目標(biāo)第2空氣量逆運(yùn)算目標(biāo)增壓壓力。在圖中，目標(biāo)增壓壓力記為“Pet”。在目標(biāo)增壓壓力的計(jì)算中，首先，采用與計(jì)算目標(biāo)進(jìn)氣管壓的情況相同的方法，將目標(biāo)第2空氣量轉(zhuǎn)換為進(jìn)氣管壓。并且，在轉(zhuǎn)換目標(biāo)第2空氣量而獲得的進(jìn)氣管壓上加上預(yù)留(reserve)壓，該總計(jì)值被算出作為目標(biāo)增壓壓力。預(yù)留壓是針對(duì)進(jìn)氣管壓的增壓壓力的最低限度的界限。此外，預(yù)留壓可以是固定值，也可以與例如進(jìn)氣管壓連動(dòng)地變化。
[0073]運(yùn)算單元166基于目標(biāo)進(jìn)氣管壓而算出節(jié)氣門開度的目標(biāo)值即目標(biāo)節(jié)氣門開度。在目標(biāo)節(jié)氣門開度的計(jì)算中，使用空氣模型的逆模型?？諝饽Ｐ褪菍⑦M(jìn)氣管壓對(duì)節(jié)氣門2的動(dòng)作進(jìn)行響應(yīng)的響應(yīng)特性模型化而得到的物理模型，因此通過使用其逆模型，能夠根據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣管壓逆運(yùn)算用于達(dá)成目標(biāo)進(jìn)氣管壓的目標(biāo)節(jié)氣門開度。在圖中，目標(biāo)節(jié)氣門開度記為“TA”。由運(yùn)算單元166計(jì)算出的目標(biāo)節(jié)氣門開度被轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門2的信號(hào)且經(jīng)由E⑶的接口 111向節(jié)氣門2發(fā)送。運(yùn)算單元194、166相當(dāng)于本發(fā)明的第1致動(dòng)器控制單元，更具體而言相當(dāng)于第1致動(dòng)器控制單元所包含的吸入特性可變致動(dòng)器控制單元。
[0074]運(yùn)算單元178基于目標(biāo)空氣量算出閥正時(shí)的目標(biāo)值即目標(biāo)閥正時(shí)。在目標(biāo)閥正時(shí)的計(jì)算中，使用以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為自變量將空氣量和閥正時(shí)相關(guān)聯(lián)而得到的映射。目標(biāo)閥正時(shí)是在當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下對(duì)于達(dá)成目標(biāo)空氣量而言最適的VVT8的移位角，其具體值根據(jù)與不同的空氣量以及不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的匹配而決定。需要說明的是，在目標(biāo)空氣量以快的速度大幅度增大的加速時(shí)，為了使實(shí)際空氣量以最大的速度增大來追隨目標(biāo)空氣量，將目標(biāo)閥正時(shí)向比由映射決定的閥正時(shí)提前的一側(cè)修正。在圖中，目標(biāo)閥正時(shí)記為“VT”。由運(yùn)算單元178計(jì)算出的目標(biāo)閥正時(shí)被轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)VVT8的信號(hào)且經(jīng)由EOT的接口 112向VVT8發(fā)送。運(yùn)算單元178也相當(dāng)于本發(fā)明的第1致動(dòng)器控制單元，更具體地說相當(dāng)于第1致動(dòng)器控制單元所包含的吸入特性可變致動(dòng)器控制單元。
[0075]運(yùn)算單元186基于目標(biāo)增壓壓力算出廢氣旁通閥開度的目標(biāo)值即目標(biāo)廢氣旁通閥開度。在圖中，目標(biāo)廢氣旁通閥開度記為“WGV”。在目標(biāo)廢氣旁通閥開度的計(jì)算中，使將增壓壓力和廢氣旁通閥開度相關(guān)聯(lián)的映射或者模型。由運(yùn)算單元186計(jì)算出的目標(biāo)廢氣旁通閥開度被轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)WGV10的信號(hào)且經(jīng)由EOT的接口 115向WGV10發(fā)送。運(yùn)算單元186相當(dāng)于本發(fā)明的第1致動(dòng)器控制單元，更具體而言相當(dāng)于第1致動(dòng)器控制單元所包含的增壓特性可變致動(dòng)器控制單元。此外，作為WGV10的操作量，也可以不是廢氣旁通閥開度，而是驅(qū)動(dòng)WGV10的螺線管的占空比。
[0076]接著，說明與點(diǎn)火正時(shí)控制有關(guān)的運(yùn)算單元的功能。運(yùn)算單元168基于通過上述空氣量控制實(shí)現(xiàn)的實(shí)際的節(jié)氣門開度以及閥正時(shí)算出推定轉(zhuǎn)矩。本說明書的推定轉(zhuǎn)矩是指在當(dāng)前的節(jié)氣門開度以及閥正時(shí)和目標(biāo)空燃比下將點(diǎn)火正時(shí)設(shè)定為最適點(diǎn)火正時(shí)的情況下能夠輸出的轉(zhuǎn)矩。首先，運(yùn)算單元168使用前述空氣模型的正模型，且根據(jù)節(jié)氣門開度的計(jì)測值和閥正時(shí)的計(jì)測值算出推定空氣量。推定空氣量是通過當(dāng)前的節(jié)氣門開度和閥正時(shí)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的空氣量的推定值。接著，使用轉(zhuǎn)矩-空氣量轉(zhuǎn)換映射將推定空氣量轉(zhuǎn)換為推定轉(zhuǎn)矩。在轉(zhuǎn)矩-空氣量轉(zhuǎn)換映射的檢索中，目標(biāo)空燃比用作檢索關(guān)鍵詞。在圖中，推定轉(zhuǎn)矩記為“TQe”。
[0077]對(duì)運(yùn)算單元170輸入目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩和推定轉(zhuǎn)矩。運(yùn)算單元170基于目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩和推定轉(zhuǎn)矩算出點(diǎn)火正時(shí)效率的指示值即指示點(diǎn)火正時(shí)效率。指示點(diǎn)火正時(shí)效率表示為目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩相對(duì)于推定轉(zhuǎn)矩的比率。需要說明的是，對(duì)指示點(diǎn)火正時(shí)效率規(guī)定了上限，在目標(biāo)第3轉(zhuǎn)矩相對(duì)于推定轉(zhuǎn)矩的比率超過1的情況下，指示點(diǎn)火正時(shí)效率的值被設(shè)置為1。在圖中，指示點(diǎn)火正時(shí)效率記為“ n i ”。
[0078]運(yùn)算單元172根據(jù)指示點(diǎn)火正時(shí)效率算出點(diǎn)火正時(shí)。詳細(xì)而言，基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、要求轉(zhuǎn)矩、空燃比等發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)量算出最適點(diǎn)火正時(shí)，并且根據(jù)指示點(diǎn)火正時(shí)效率算出相對(duì)于最適點(diǎn)火正時(shí)的延遲量。若指示點(diǎn)火正時(shí)效率為1，則將延遲