[0037]在该例子中，节流阀8与图外的加速器踏板的机械性连接被切断，由电动机8a驱动而调整其开度。来自检测节气门开度的节气门开度传感器305的信号发送至后述E⑶500。E⑶500以根据发动机I的运转状态而得到适当的吸入空气量的方式控制电动机8a。S卩，节流阀8是调整发动机I的吸入空气量的调节器。
[0038]如上所述，面向燃烧室的进气口 Ila的开口通过进气阀13而开闭，由此将进气通路11与燃烧室连通或切断。相同地，排气口 12a的开口通过排气阀14而开闭，由此将排气通路12与燃烧室连通或切断。上述吸排气阀13、14的开闭驱动通过经由定时链等传递曲轴5的旋转的进气及排气的各凸轮轴15、16而进行。
[0039]在该例子中，在进气凸轮轴15的附近设有当特定的气缸2的活塞3到达压缩上止点时产生脉冲信号的凸轮位置传感器302。凸轮位置传感器302例如由电磁拾音器构成，与上述曲轴位置传感器301相同，随着设于进气凸轮轴15的转子的旋转而输出脉冲信号。
[0040]另外，在排气通路12中在排气歧管12b的下游作为一例而配置有由三效催化剂构成的催化剂17。在该催化剂17中，进行从气缸2内的燃烧室向排气通路12排出的废气中的CO、HC的氧化及NOx的还原，通过使它们成为无害的C02、H2O, N2来实现废气的净化。
[0041]在该例子中，在催化剂17的上游侧的排气通路12中配置有空燃比(A/F)传感器309，在催化剂17的下游侧的排气通路12中配置有排气温度传感器308、O2传感器310。
[0042]-燃料喷射系统_
[0043]接下来，对发动机I的燃料喷射系统进行说明。
[0044]在发动机I的各气缸2中分别以向燃烧室内直接喷射燃料的方式配置有缸内喷射用喷射器21。四个气缸2的各自的缸内喷射用喷射器21与共用的高压燃料用输送管20连接。另外，在发动机I的进气通路11中以向各进气口 Ila内喷射燃料的方式配置有端口喷射用喷射器22。端口喷射用喷射器22也分别设于四个气缸2，并与共用的低压燃料用输送管23连接。
[0045]对于上述高压燃料用输送管20及低压燃料用输送管23的燃料供给通过作为燃料栗的低压栗24及高压栗25 (以下，也简称为燃料栗24、25)进行。低压栗24汲取燃料箱26内的燃料，并向低压燃料用输送管23及高压栗25供给。高压栗25将所供给的低压的燃料加压至预定以上的高压，并向高压燃料用输送管20供给。
[0046]在该例子中，在高压燃料用输送管20上配置有用于检测供给于缸内喷射用喷射器21的高压燃料的压力(燃压)的高压燃料用燃压传感器311 (参照图2)，在低压燃料用输送管23上配置有用于检测供给于端口喷射用喷射器22的低压燃料的压力(燃压)的低压燃料用燃压传感器312 (参照图2)。
[0047]缸内喷射用喷射器21及端口喷射用喷射器22都是在被施加预定电压时开阀而喷射燃料的电磁驱动式调节器。上述喷射器21、22的动作(喷射量、喷射时期)、高压栗25及低压栗24的动作等由后述E⑶500控制。
[0048]并且，通过喷射器21、22中的任一方或双方的燃料喷射而在气缸2内的燃烧室中形成空气与燃料气体的混合气。通过该混合气被火花塞6点火而燃烧、爆炸时产生的高温高压的燃烧气体，从而活塞3被按下而使曲轴5旋转。燃烧气体伴随着排气阀14的开阀而向排气通路12排出。
[0049]-ECU-
[0050]如图2 不意性所不，ECU500 具备:CPU (Central Processing Unit:中央处理器)501、ROM (Read Only Memory:只读存储器)502、RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)503及备用RAM504等。
[0051]R0M502存储有各种控制程序、在执行上述各种控制程序时参照的映射等。CPU501基于存储于R0M502的各种控制程序、映射来执行各种运算处理。另外，RAM503是暂时存储CPU501的运算结果、从各传感器输入的数据等的存储器，备用RAM504是存储例如发动机I停止时其应该保存的数据等的非易失性的存储器。
[0052]以上的CPU501、R0M502、RAM503及备用RAM504经由总线507而相互连接，并且与输入接口 505及输出接口 506连接。
[0053]在输入接口 505连接有曲轴位置传感器301、凸轮位置传感器302、水温传感器303、气流计304、节气门开度传感器305、加速器开度传感器306、进气温传感器307、排气温传感器308、空燃比传感器309、O2传感器310、高压燃料用燃压传感器311及低压燃料用燃压传感器312等各种传感器类。
[0054]另外，在输入接口 505还连接有点火开关313，当对该点火开关313进行了接通操作时，开始基于启动电动机(未图示)的发动机I的曲轴转动。另一方面，在输出接口 506上连接有火花塞6的点火器7、节流阀8的节气门电动机8a、缸内喷射用喷射器21、端口喷射用喷射器22、低压栗24及高压栗25等。
[0055]并且，E⑶500基于来自上述各种传感器301?312、开关313的信号等，执行包括基于上述点火器7的火花塞6的通电控制、节流阀8 (节气门电动机8a)的控制、基于喷射器21、22的驱动控制的燃料喷射控制等在内的发动机I的各种控制。由此，以均衡地满足驾驶性能、废气及燃油经济性这样基本的功能要求的方式适当控制发动机I的运转状态。
[0056]S卩，E⑶500通过多个调节器(点火器7、节流阀8、喷射器21、22等)的协作控制来实现与发动机I的各种功能相关的要求。通过由该ECU500执行的控制程序，从而实现本发明的实施方式的至少控制节气门开度的内燃机的控制装置。
[0057]-控制装置的层次结构-
[0058]接下来，详细地对控制装置的结构进行说明。图3通过框表示控制装置的各要素，通过箭头表示框之间的信号的传递。在该例子中，控制装置具有由五个层次510?550构成的层次型的控制结构，在最上位设置要求产生层次510，在其下位设置物理量协调层次520及控制量设定层次530，在其更下位设置控制量协调层次540，在最下位设置控制输出层次550。
[0059]在上述五个层次510?550之间，信号的流动为单方向，从最上位的要求产生层次510向下位的物理量协调层次520传递信号，从物理量协调层次520向下位的控制量设定层次530传递信号，进而从控制量设定层次530向下位的控制量协调层次540传递信号。另夕卜，虽然省略图示，但是与上述层次510?550独立地设有分别对各层次510?550并联地发送共用的信号的共用信号发送系统。
[0060]在层次510?550之间传递的信号与通过共用信号发送系统发送的信号存在如下的区别。在层次510?550之间传递的信号是将与发动机I的功能相关的要求进行了信号化，并最终转换成调节器7、8、…(在附图的例子中表示点火器7、节流阀8及喷射器21、22)的控制量的信号。与此相对，由共用信号发送系统发送的信号是在产生要求或运算控制量方面包含必要的信息的信号。
[0061]具体来说，由共用信号发送系统发送的信号是与发动机I的运转条件或运转状态相关的信息(发动机转速、吸入空气量、推定转矩、当前时刻的实际点火时期、冷却水温度、运转模式等)，其信息源是设于发动机I的各种传感器301?312、控制装置内部的推定功能等。上述信息是在各层次510?550中共用地利用的共用发动机信息，因此若并联地发送至各层次510?550，则不仅能够削减层次510?550之间的通信量，而且能够保证层次510?550之间的信息的同时性。
[0062]-要求产生层次-
[0063]以下，从上位的层次依次对各层次510?550的结构和在那里进行的处理进行说明。首先，在要求产生层次510中配置有多个要求输出部511?517。在此所说的要求是与发动机I的功能相关的要求(也称为发动机I要求的性能)，要求输出部511?517对于发动机I的每个功能地设置。发动机I的功能多种多样，根据对发动机I要求什么或者使什么优先，而配置于要求产生层次510的要求输出部的内容不同。
[0064]在本实施方式中，根据车辆的驾驶员的运转操作而使发动机I高效率地运转，并且为了满足自然环境的保护这样的要求，作为基本的功能而以均衡地满足驾驶性能、废气、燃油经济性作为控制的前提。因此，在要求产生层次510中，首先对应于与驾驶性能相关的功能地设有要求输出部511，对应于与废气相关的功能地设有要求输出部512，对应于与燃油经济性相关的功能地设有要求输出部513。
[0065]另外，在本实施方式中，作为上述三个基本的功能要求以外的要求，例如可考虑启动要求、故障保护要求、零件保护要求、OBD要求等。因此，如图3表示那样，在要求产生层次510中也设有与各个要求对应的要求输出部514?517。关于上述要求输出部514?517，详细情况在后文叙述。
[0066]上述要求输出部511?513对发动机I的驾驶性能、废气及燃油经济性这样基本的功能要求进行数值化并输出。调节器7、8、…的控制量如以下说明那样通过运算来决定，因此通过将要求数值化而能够将要求反映到调节器7、8、…的控制量中。在本实施方式中，关于上述基本的功能要求，通过发动机I的动作的物理量来表现。
[0067]作为其物理量，仅使用转矩、效率及空燃比这三种。发动机I的输出(广义的输出)主要可以分为