要求的转矩，与此相对，第2转矩是突发或者短期对发动机要求的转矩。因而，运算单元204仅在实际需要那样的转矩的事件发生的情况下输出与想要实现的转矩的大小相应的有效值，在没有发生那样的事件的期间输出无效值。无效值被设定成比发动机可输出的最大轴转矩大的值。
[0036]运算单元206算出自动变速器的变速比，向未图示的变速器控制器发送指示变速比的信号。变速器控制器与动力传动系统管理器200、发动机控制器100同样，作为ECU的I个功能而实现。从发动机控制器100向运算单元206输入标志信号。在图中，标志信号记作“FLG”。标志信号是表示正在切换运转模式的信号。在标志信号激活的期间，运算单元206将自动变速器的变速比固定。S卩，在进行运转模式切换的期间，为了不使发动机的运转状态大幅变化而禁止通过自动变速器进行的变速比的变更。
[0037]在满足了预定的条件时，运算单元208响应于此而将指示运转模式的切换的中止的中止信号发送给发动机控制器100。在图中，中止信号记作“Stop”。所谓预定的条件，是从动力传动系统管理器200发出使发动机的运转状态大幅变化的要求。例如，在变更自动变速器的变速比的情况和/或为了进行催化剂的预热而对发动机发出与点火正时和/或燃料喷射量相关的特别的要求的情况下，从运算单元208输出中止信号。
[0038]接着，对发动机控制器100的构成进行说明。在发动机控制器100与动力传动系统管理器200之间设定有接口 101、102、103、104。接口 101相当于本发明的要求转矩接收单元，在接口 101中进行要求第I转矩的收发。在接口 102中进行中止信号的收发。在接口 103中，进行标志信号的收发。并且，在接口 104中进行要求第2转矩的收发。
[0039]在图1的表示发动机控制器100的框内，通过框来示出发动机控制器100所具备的各种功能中与3种致动器、即作为第I致动器的节气门2及VVT8、作为第2致动器的喷射器4以及作为第3致动器的点火装置6的协调操作相关的功能。对这些框中的各个框分配有运算单元。在E⑶中准备与各框对应的程序，通过处理器执行这些程序，在E⑶中实现各运算单元的功能。此外，在E⑶具备多核处理器的情况下，能够将构成发机控制器100的运算单元分散地分配给多个核。
[0040]发动机控制器100大致区分地话由3个大运算单元120、140、160构成。大运算单元120计算针对发动机的各种控制用参数的值。控制用参数中包括针对发动机的各种控制量的目标值。进而，目标值中，包括基于从动力传动系统管理器200发送的要求值而计算的值和基于与发动机的运转状态相关的信息而在大运算单元120的内部计算的值。此外，要求值是不考虑发动机的状态而从动力传动系统管理器200单方面要求的控制量的值，与此相对，目标值是基于由发动机的状态决定的可实现的范围而设定的控制量的值。更具体而言，大运算单元120由4个运算单元122、124、126、128构成。
[0041]运算单元122计算目标空燃比、假想空燃比、切换用目标效率以及切换用目标第2转矩作为针对发动机的控制用参数。在图中，目标空燃比记作“Aft”，假想空燃比记作“AFh”，切换用目标效率记作“ Tl tc”，切换用目标第2转矩记作“TQ2c”。目标空燃比是在发动机实现的空燃比的目标值，用于燃料喷射量的计算。另一方面，假想空燃比是给出转矩向空气量的变换效率的参数，用于目标空气量的计算。切换用目标效率是用于运转模式的切换的点火正时效率的目标值，用于目标空气量的计算。所谓点火正时效率，意指实际输出的转矩相对于在点火正时为最佳点火正时时可输出的转矩的比例，在点火正时为最佳点火正时时成为最大值即I。此外，所谓最佳点火正时，基本上意指MBT(Minimum Advance forBest Torque:最大扭矩的最小点火提前角)，在设定了轻度爆震点火正时的情况下，意指MBT和轻度爆震点火正时中更靠近延迟侧的点火正时。切换用目标第2转矩是用于运转模式的切换的第2转矩的目标值，在运转模式的切换时用于点火正时效率的计算的切换。通过由运算单元122计算的这些控制用参数的值的组合，来执行运转模式的切换。对于由运算单元122进行的处理的内容和运转模式的切换的关系后面详细说明。
[0042]对运算单元122，除了输入从动力传动系统管理器200要求的要求第I转矩、要求第2转矩、中止信号之外，还输入发动机转速等与发动机的运转状态相关的各种各样的信息。其中，用于判断运转模式的切换的时刻的信息是要求第I转矩。要求第2转矩和中止信号是被用于判断是许可运转模式的切换还是禁止运转模式的切换的信息。在输入了中止信号时以及输入了有效的值的要求第2转矩时，运算单元122不执行与运转模式的切换相关的处理。另外，运算单元122在运转模式的切换期间即正在执行用于运转模式的切换的计算处理的期间，将前述的标志信号发送给动力传动系统管理器200。
[0043]运算单元124计算为了维持当前的发动机的运转状态或者实现预定的规定的运转状态所需的转矩中被分类成第I转矩的转矩作为针对发动机的控制用参数。此处，将由运算单元124计算的转矩称作其他第I转矩。在图中，其他第I转矩记作“TQletc”。其他第I转矩中，包括在发动机处于怠速状态的情况下为了维持预定的怠速转速所需的转矩中处于仅通过空气量的控制就能够实现的变动的范围内的转矩。运算单元124仅在实际上需要那样的转矩的情况下输出有效值，在不需要那样的转矩的情况下，算出无效值。无效值被设定成比发动机可输出的最大图示转矩大的值。
[0044]运算单元126计算为了维持当前的发动机的运转状态或者实现预定的规定的运转状态所需的转矩中被分类成第2转矩的转矩作为针对发动机的控制用参数。此处，将由运算单元126计算的转矩称作其他第2转矩。在图中，其他第2转矩记作“TQ2etc”。其他第2转矩中，包括在发动机处于怠速状态的情况下为了维持预定的怠速转速所需的转矩中为了实现该转矩而需要进行点火正时的控制的转矩。运算单元126仅在实际需要那样的转矩的情况下输出有效值，在不需要那样的转矩的情况下算出无效值。无效值被设定成比发动机可输出的最大图示转矩大的值。
[0045]运算单元128计算为了维持当前的发动机的运转状态或者实现预定的规定的运转状态所需的点火正时效率作为针对发动机的控制用参数。此处，将由运算单元128计算的点火正时效率称作其他效率。在图中，其他效率记作“ n etc”。其他效率中，包括在发动机启动时为了预热排气净化用催化剂所需的点火正时效率。点火正时效率越低，则通过燃料的燃烧而产生的能量中变换为转矩的能量越少，相应地，多出的能量与排气一起向排气通路排出而使用于排气净化用催化剂的预热。此外，在不需要实现那样的效率的期间，从运算单元128输出的效率的值被保持为最大值即I。
[0046]从以上那样构成的大运算单元120输出要求第I转矩、其他第I转矩、目标空燃比、假想空燃比、切换用目标效率、其他效率、要求第2转矩、切换用目标第2转矩、其他第2转矩。这些控制用参数被输入大运算单元140。此外，从动力传动系统管理器200要求的要求第I转矩和要求第2转矩是轴转矩，而在大运算单元120中将其修正为图示转矩。要求转矩向图示转矩的修正通过相对于要求转矩加上或者减去摩擦转矩、辅机驱动转矩以及栗损失来进行。此外，对于在大运算单元120的内部计算的切换用目标第2转矩等转矩，均作为图示转矩而计算。
[0047]接着，对大运算单元140进行说明。如上述那样，从大运算单元120输出各种各样的发动机控制用参数。其中，要求第I转矩和其他第I转矩是针对属于相同范畴的控制量的要求，不可能同时成立。同样，要求第2转矩、其他第2转矩以及切换用目标第2转矩是针对属于相同范畴的控制量的要求，不可能同时成立。同样，切换用目标效率和其他效率是针对属于相同范畴的控制量的要求，不可能同时成立。因而，需要按控制量的范畴进行调解这一处理。此处所说的调解，例如是最大值选择、最小值选择、平均或者叠加等用于从多个数值得到I个数值的计算处理，也可以适当组合多种计算处理。为了按控制量的范畴实施这样的调解，在大运算单元140中准备了 3个运算单元142、144、146。
[0048]运算单元142构成为调解第I转矩。对运算单元142输入要求第I转矩和其他第I转矩。运算单元142对其进行调解，将调解后的转矩作为最终决定的目标第I转矩而输出。在图中，最终决定的目标第I转矩记作“TQlt”。作为运算单元142中的调解方法，使用最小值选择。因此，在没有从运算单元124输出有效值的情况下，从动力传动系统管理器200要求的要求第I转矩被算出为目标第I转矩。
[0049]运算单元144构成为对点火正时效率进行调解。对运算单元144输入切换用目标效率和其他效率。运算单兀144对其进行调解，将调解后的效率作为最终决定的目标效率而输出。在图中，最终决定的目标效率记作“nt”。作为运算单元144中的调解方法，使用最小值选择。从燃料经济性能的观点出发，优选点火正时效率为作为最大值的I。因而，只要没有特别的事件，由运算单元122计算的切换用目标效率和由运算单元128计算的其他效率都保持为作为最大值的I。因此，从运算单元144输出的目标效率的值基本上是1，仅在产生了某种事件的情况下选择比I小的值。
[0050]运算单元146构成为对第2转矩进行调解。对运算单元146输入要求第2转矩、其他第2转矩以及切换用目标第2转矩。运算单元146对其进行调解，将调解后的转矩作为最终决定的目标第2转矩而输出。在图中，最终决定的目标第2转矩记作“TQ2t”。作为运算单元146的调解方法，使用最小值选择。第2转矩，包括切换用目标第2转矩，基本上是无效值，仅在发生了特定的事件的情况下被切换成表示想要实现的转矩的大小的有效值。因此，从运算单元146输出的目标第2转矩也基本上是无效值，仅在产生了某些事件的情况下选择有效值。
[0051]从以上那样构成的大运算单元140，输出目标第I转矩、目标效率、假想空燃比、目标空燃比以及目标第2转矩。这些控制用参数被输入到大运算单元160。
[0052]大运算单元160相当于发动机的逆模型，由通过映射和/或函数表示的多个模型构成。用于协调操作的各致动器2、4、6、8的操作量由大运算单元160算出。从大运算单元140输入的控制用参数中，目标第I转矩和目标第2转矩均作为针对发动机的转矩的目标值而被处理。但是，目标第2转矩优先于目标第I转矩。在大运算单元160中，以在目标第2转矩为有效值的情况下实现目标第2转矩、在目标第2转矩为无效值的情况下实现目标第I转矩的方式，进行各致动器2、4、6、8的操作量的计算。操作量的计算以实现目标转矩的同时还实现目标空燃比和目标效率的方式进行。即，在本实施方式的控制装置中，作为发动机的控制量而使用转矩、效率以及空燃比，基于这3种控制量的目标值实施空气量控制、点火正时控制以及燃料喷射量控制。
[0053]大运算单元160 由多个运算单元 162、164、166、168、170、172、174、176、178 构成。这些运算单元中与空气量控制相关的是运算单元162、164、166、178，与点火正时控制相关的是运算单元168、170、172，与燃料喷射量控制相关的是运算单元174、176。以下，从与空气量控制相关的运算单元起，依次对各运算单元的功能进行说明。
[0054]对运算单元162输入目标第I转矩、目标效率以及假想空燃比。运算单元162相当于本发明中的目标空气量算出单元，使用目标效率和假想空燃比，根据目标第I转矩倒推用于实现目标第I转矩的目标空气量。在该计算中，目标效率以及假想空燃比被用作给出空气量向转矩的变换效率的参数。