CN107044354A - 内燃机的控制装置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括电子控制单元的控制装置。所述电子控制单元被构成为，对着火性指标值以及燃烧正时指标值进行计算。所述电子控制单元被构成为，存储对所述着火性指标值以及所述燃烧正时指标值与转矩变动极限值之间的关系进行规定的关系信息。所述电子控制单元被构成为，对通过所述着火性指标值以及所述燃烧正时指标值而被规定的当前的工作点与所述转矩变动极限线上的点之间的距离进行计算。所述电子控制单元被构成为，在所述距离大于阈值的情况下，使点火正时滞后，在所述距离为所述阈值以下的情况下，使空燃比过浓化，且使所述点火正时滞后。

Description

内燃机的控制装置以及控制方法
技术领域
本发明涉及一种内燃机的控制装置以及控制方法。
背景技术
日本特开平10－176570中公开了一种以与理论空燃比相比而较大的过稀空燃比来实施稀燃运转的内燃机的控制装置。在该控制装置中，根据由爆震传感器检测到的爆震的检测结果，而计算出点火正时的滞后量，并利用曲轴转角传感器的输出值，而计算出转矩变动值。而且，在计算出的转矩变动值超过目标值的情况下，为了空燃比的过浓化而执行喷射燃料的增量。另外，在点火正时的滞后量超过预定量的情况下，喷射燃料的增量的执行被限制。
内燃机的控制装置从爆震抑制等目的出发，有时会根据点火正时的滞后要求而实施点火正时的滞后。在点火正时被滞后时，转矩变动会变大。根据日本特开平10－176570，为了实施用于转矩变动抑制的空燃比的过浓化，从而需要计算出实际的转矩变动值。
发明内容
转矩变动值的计算，需要经过预定的多个循环。因此，在转矩变动值的计算完成之前，实际的转矩变动值有可能超过转矩变动极限值。
另一方面，考虑到如下方式，即，预先存储对点火正时以及空燃比与转矩变动极限值之间的关系进行了规定的关系信息(例如，映射表)，并且通过使用该关系信息，从而在不实施实物上的转矩变动值的计算的情况下，实施点火正时的滞后。但是，达到转矩变动极限值时的点火正时的值能够根据与燃烧有关的环境条件的变化而发生变化。在此，作为环境条件，至少设想进气温度、发动机冷却水温度、发动机润滑油温度以及燃料的辛烷值。
如上所述，达到转矩变动极限值时的点火正时的值根据上述环境条件的变化而发生变化。因此，为了在实施点火正时的滞后时不超过转矩变动极限值，而产生了以对考虑到环境条件的变化的余量进行了估计的方式来确定转矩变动极限值的需要。在对上述的余量进行估计而确定了转矩变动极限值的情况下，即使在相对于实施点火正时的滞后时的实际的环境条件下的转矩变动极限值而实际上存在富余的情况下，但为了抑制转矩变动的增加而也实施空燃比的过浓化。其结果为，会存在耗油率恶化的情况。因此可以说，优选为，在确定转矩变动极限值时所估计的富余足够少。而且为此，为了在与转矩变动极限值之间规定关系信息而使用的发动机参数优选为，在不易受到上述环境条件的变化的影响的同时能够确定转矩变动极限值的参数，以代替上述的点火正时以及空燃比。
本发明提供一种内燃机的控制装置以及控制方法，其具备对不易受到上述的环境条件的变化的影响的发动机参数与转矩变动极限值之间的关系进行规定的关系信息，且利用这样的关系信息，而在不在实物中对转矩变动值进行计算的情况下对超过转矩变动极限值的情况进行抑制的同时实施点火正时的滞后。
用于解决课题的方法
本发明的第一方式提供一种内燃机的控制装置。所述内燃机包括点火装置、燃料喷射阀和缸内压力传感器。所述点火装置被构成为，对所述内燃机的气缸内的混合气体进行点火。所述燃料喷射阀被构成为，向所述气缸内供给燃料。所述缸内压力传感器被构成为，对缸内压力进行检测。所述控制装置包括电子控制单元。所述电子控制单元被构成为，根据所述缸内压力传感器的输出值，而对着火性指标值以及燃烧正时指标值进行计算。所述电子控制单元被构成为，存储对所述着火性指标值以及所述燃烧正时指标值与转矩变动极限值之间的关系进行规定的关系信息，并存储基于所述关系信息而得到的转矩变动极限线。所述电子控制单元被构成为，在将所述着火性指标值设为x坐标值且将所述燃烧正时指标值设为y坐标值的xy平面上，对所述内燃机的当前的工作点与所述转矩变动极限线上的点之间的距离进行计算。所述当前的工作点是通过所述着火性指标值以及所述燃烧正时指标值而被确定的。所述电子控制单元被构成为，在所述距离大于阈值的情况下，执行对所述点火装置进行控制以使点火正时滞后的第一控制。所述电子控制单元被构成为，在所述距离为所述阈值以下的情况下，执行如下的第二控制，即，对所述燃料喷射阀进行控制以使空燃比过浓化，且对所述点火装置进行控制以使所述点火正时滞后。
在所述控制装置中，可以采用如下的方式，即，所述内燃机还具备爆震检测器，所述爆震检测器对爆震进行检测。所述电子控制单元可以为，在所述第一控制中，当在根据所述爆震检测器的检测结果而抑制爆震的情况下所述距离大于所述阈值时，使所述点火正时滞后。所述电子控制单元可以为，在所述第二控制中，当在根据所述爆震检测器的检测结果而抑制爆震的情况下所述距离为所述阈值以下时，使所述空燃比过浓化并且使所述点火正时滞后。
在所述控制装置中，可以采用如下的方式，即，所述电子控制单元被构成为，以在所述xy平面上使所述工作点不超过与当前的爆震等级相等的等爆震等级线、且不超过所述转矩变动极限线的方式来确定所述第二控制中的用于使空燃比过浓化的喷射燃料的增量值和所述点火正时的滞后量。所述等爆震等级线可以为，根据爆震强度和爆震频率中的至少一方而被规定的爆震等级为固定的线。
在上述控制装置中，可以采用如下的方式，即，所述内燃机为以与理论空燃比相比而较大的过稀空燃比而实施稀燃运转的内燃机。所述阈值可以为，在所述过稀空燃比较大的情况下，与所述过稀空燃比较小的情况相比而较大。
在上述控制装置中，可以采用如下的方式，即，所述电子控制单元被构成为，将所述当前的工作点与所述转矩变动极限线之间的最短距离作为所述距离而进行计算。
在上述控制装置中，可以采用如下的方式，即，所述电子控制单元被构成为，将所述当前的工作点与如下点之间的距离作为所述距离而进行计算，所述点为穿过所述当前的工作点的等空燃比线与所述转矩变动极限线的交点。
本发明的第二方式提供一种内燃机的控制方法。所述内燃机包括点火装置、燃料喷射阀、缸内压力传感器。所述点火装置被构成为，对所述内燃机的气缸内的混合气体进行点火。所述燃料喷射阀被构成为，向所述气缸内供给燃料。所述缸内压力传感器被构成为，对缸内压力进行检测。所述控制方法的特征在于：根据所述缸内压力传感器的输出值，而对着火性指标值以及燃烧正时指标值进行计算；存储对所述着火性指标值以及所述燃烧正时指标值与转矩变动极限值之间的关系进行规定的关系信息；存储基于所述关系信息而得到的转矩变动极限线；在将所述着火性指标值设为x坐标值且将所述燃烧正时指标值设为y坐标值的xy平面上，对所述内燃机的当前的工作点与所述转矩变动极限线上的点之间的距离进行计算，所述当前的工作点是通过所述着火性指标值以及所述燃烧正时指标值而被确定的；在所述距离大于阈值的情况下，执行对所述点火装置进行控制以使点火正时滞后的第一控制；并且，在所述距离为所述阈值以下的情况下，执行如下的第二控制，即，对所述燃料喷射阀进行控制以使空燃比过浓化，且对所述点火装置进行控制以使所述点火正时滞后。
根据上述结构，在实施点火正时的滞后时，利用了对着火性指标值以及燃烧正时指标值与转矩变动极限值之间的关系进行规定的关系信息。根据该关系信息，能够不易受到与燃烧有关的环境条件(至少进气温度、发动机冷却水温度、发动机润滑油温度以及燃料的辛烷值)的变化的影响，而对相对于着火性指标值以及燃烧正时指标值的转矩变动极限值进行确定。因此，无需对考虑到上述的环境条件的变化的余量进行估计(至少使这样的余量足够小的同时)，就能够在将指标值设为x坐标值且将燃烧正时指标值设为y坐标值的xy平面上，掌握转矩变动极限线。而且，根据上述结构，在上述xy平面上的当前的工作点与转矩变动极限线上的点之间的距离大于阈值的情况下，点火正时被滞后。另一方面，在该距离在阈值以下的情况下，通过执行空燃比的过浓化和点火正时的滞后，从而能够在抑制转矩变动的增加的同时执行点火正时的滞后。由此，由于通过利用上述关系信息而能够适当地掌握当前的工作点与转矩变动极限线之间的位置关系的同时实施点火正时的滞后，因此，能够在不在实物上对转矩变动值进行计算的情况下对超过转矩变动极限值的情况进行抑制的同时实施点火正时的滞后。
附图说明
本发明的典型的实施方式中的特征、优点和技术工业的重要性将通过如下的附图进行记载，其中，符号代表元素。
图1为用于对本发明的实施方式1的系统结构进行说明的图。
图2为表示点火正时和燃烧质量比例的波形的图。
图3为用于对基本点火正时的设定进行说明的图。
图4为表示与理论空燃比相比靠过稀侧的过稀空燃比区域中的基本点火正时与转矩变动极限值之间的关系的图。
图5A为，使用了利用点火正时以及空燃比而规定了转矩变动极限值的关系，以不超过转矩变动极限线的方式实施点火正时的滞后时的说明图。
图5B为，使用了利用点火正时以及空燃比而规定了转矩变动极限值的关系，以不超过转矩变动极限线的方式实施点火正时的滞后时的说明图。
图6为通过与点火正时以及空燃比之间的关系来表示对因关于燃烧的环境条件的变化而引起的转矩变动极限线的变化的图。
图7为通过与点火性指标值SA－CA10以及曲柄角度CA50之间的关系来表示转矩变动极限线的图。
图8为用于对距离Y的计算方法进行说明的图。
图9为用于对在判断为距离Y在阈值Z以下的情况下的控制进行说明的图。
图10为在所述实施方式1中实施的程序的流程图。
图11A为用于对点火正时的滞后量(预定量R1)的计算方法进行说明的图。
图11B为用于对点火正时的滞后量(预定量R1)的计算方法进行说明的图.
图12为用于对距离Y的其他计算例进行说明的图。
具体实施方式
参照图1～图11，对本发明的实施方式1进行说明。
图1为用于对实施方式1的系统结构进行说明的图。图1所示的系统具备火花点火式的内燃机(作为一个示例，为汽油发动机)10。在内燃机10的气缸内设置有活塞12。在气缸内的活塞12的顶部侧形成有燃烧室14。在燃烧室14中，连通有进气通道16以及排气通道18。
在进气通道16的进气口处，设置有对该进气口进行开闭的进气阀20。在排气通道18的排气口处，设置有对该排气口进行开闭的排气阀22。在进气通道16上设置有电子控制式的节气门24。在内燃机10的各气缸上，分别设置有用于向燃烧室14内(气缸内)直接喷射燃料的燃料喷射阀26以及用于对混合气体进行点火的点火装置(仅图示火化塞)28。而且，在各气缸中装入有用于对缸内压力进行检测的缸内压力传感器30。另外，在排气通道18上设置有用于对废气进行净化的排气净化催化剂32。向内燃机10的气缸内供给燃料的燃料喷射阀或者也可以代替换缸内喷射式的燃料喷射阀26而为与缸内喷射式的燃料喷射阀26一起向进气口喷射燃料的端口喷射式的燃料喷射阀。
本实施方式的系统具备电子控制单元(ECU)40和对下述的各种致动器进行驱动的驱动电路(省略图示)等，以作为对内燃机10进行控制的控制装置。ECU40具备输入输出接口和存储器40a和运算处理装置(CPU)40b。输入输出接口是为了从内燃机10或搭载内燃机10的车辆上所安装的各种传感器获取传感器信号，并向内燃机10所具备的各种致动器输出操作信号而被设置的。在存储器40a中，存储有用于对内燃机10进行控制的各种控制程序以及映射表等。CPU40b根据存储于存储器40a中的控制程序等而执行各种运算处理，并根据所获取的传感器信号而生成各种致动器的操作信号。
在ECU40获取信号的传感器中，除了上述的缸内压力传感器30之外，还包括被配置于曲轴(省略图示)的附近的曲轴转角传感器42、被配置于进气通道16的入口附近的空气流量传感器44、以及用于对爆震进行检测的爆震传感器46(爆震检测器的一个示例)等用于取得发动机运转状态的各种传感器。作为爆震传感器46，作为一个示例能够使用通过压电元件而对传递至气缸体的内燃机10的振动进行检测的方式的传感器。
在ECU40发出操作信号的致动器中，包括上述的节气门24、燃料喷射阀门26以及点火装置28等用于对发动机运转进行控制的各种致动器。另外，ECU40具有对缸内压力传感器30的输出信号以与曲柄角度同步的方式进行AD转换并取得的功能。由此，在AD转换的分辨力所允许的范围内，能够对任意的曲轴转角正时的缸内压力进行检测。而且，ECU40存储了对曲柄角度与缸内容积之间的关系进行规定的映射表，参照这样的映射表，能够计算出与曲柄角度对应的缸内容积。
接下来，对利用了缸内压力传感器的MFB的实测数据的计算进行说明。图2为表示点火正时与燃烧质量比例的波形的图。根据具备缸内压力传感器30和曲轴转角传感器42的本实施方式的系统，能够在内燃机10的各循环中，取得与曲柄角度同步下的缸内压力P的实测数据。缸内压力P的实测数据是指，具体地作为每个预定曲柄角度的值而被计算出的缸内压力P的集合数据。利用所获得的缸内压力P的实测数据和热力学第一定律，根据以下的式(1)、式(2)，能够对任意的曲柄角度θ下的气缸内的热释放量Q进行计算。而且，利用所计算出的热释放量Q的实测数据(作为每个预定曲柄角度的值而被计算出的热释放量Q的集合)，能够根据以下的(3)式，而对任意的曲柄角度θ下的燃烧质量比例(以下，称为“MFB”)进行计算。在此基础上，通过针对每个预定曲柄角度而执行MFB的计算处理，从而能够对与曲柄角度同步下的MFB的实测数据(实测MFB的集合)进行计算。MFB的实测数据在燃烧期间及其前后的预定曲轴转角期间(在此，作为一个示例，从进气阀20的关闭正时IVC至排气阀门22的打开正时EVO为止的曲轴转角期间)被计算出。
在上述式(1)中，V为缸内容积，κ为缸内气体的比热比。另外，在上述式(3)中，θmin为燃烧启始点，θmax为燃烧结束点。
根据通过上述方法而计算出的MFB的实测数据，能够对MFB成为确定比例α％时的曲柄角度(以下，称为“确定比例燃烧点”，标记“CAα”而进行表示)进行计算。接下来，参照图2，对代表性的确定比例燃烧点CAα进行说明。缸内的燃烧在点火正时SA对混合气体实施了点火之后伴随着点火延迟而开始。将该燃烧的起始点(上述式(3)中的θmin)、即MFB上升时的曲柄角度称为CA0。从CA0至MFB成为10％时的曲柄角度CA10为止的曲轴转角期间(CA0－CA10)相当于初始燃烧期间。从CA10至MFB成为90％时的曲柄角度CA90为止的曲轴转角期间(CA10－CA90)相当于主燃烧期间。另外，在本实施方式中，将MFB成为50％时的曲柄角度CA50作为燃烧重心来使用。MFB成为100％时的曲柄角度CA100相当于热释放量Q达到最大值的燃烧结束点(上述式(3)中的θmax)。燃烧期间作为从CA0至CA100的曲轴转角期间而被确定。
基本点火正时作为与内燃机10的运转条件(主要为，发动机负载或发动机转矩、发动机转速、和空燃比)相应的值而被事先设定，并被存储于存储器40a中。发动机转矩例如能够利用使用缸内压力传感器30而取得的缸内压力P的实测数据而进行计算。
图3为用于对基本点火正时的设定进行说明的图，表示作为一个示例的预定发动机转速下的基本点火正时与发动机负载之间的关系。图3中表示了成为基本点火正时的候选的两个点火正时、即最大扭矩的最小点火提前角(Minimum Advance for Best Torque：MBT)点火正时和爆震点火正时。
此处所称的爆震点火正时是指，能够获得预定的目标爆震等级的点火正时。爆震等级为基于爆震强度和爆震频率的指标。基于爆震强度和爆震频率的指标更加具体而言是指，被设为爆震强度越大则越高、另外爆震频率越高则越高的指标。作为一个示例，爆震强度能够作为与根据爆震传感器46的输出信号而被计算出的振动的强度相对应的值来进行计算。爆震频率是指，所关注的爆震强度的爆震在预定的多个循环中产生的频率。因此，爆震等级被设为，在预定的多个循环中所产生的爆震的爆震强度越高、另外、该多个循环中的爆震频率越高则越高。
由于发动机负载越高，则燃烧时的缸内压力以及缸内温度越高，因此，容易产生爆震。因此，发动机负载越高，则MBT点火正时越向滞后侧转移。另外，发动机负载越高，则越容易发生爆震强度较大的爆震，另外，爆震频率也越容易变高。因此，发动机负载越高，则爆震点火正时(即，如上所述，为能够获得目标爆震等级的点火正时)越向滞后侧转移。而且，如图3所示，在低负载侧，MBT点火正时成为滞后侧的值，在高负载侧，爆震点火正时成为滞后侧的值。作为各发动机负载中的基本点火正时，在这些MBT点火正时以及爆震点火正时之中，选择出滞后侧的值。
内燃机10中的点火正时的控制将对上述的基本点火正时加上点火正时滞后量(补正量)而得到的点火正时作为目标点火正时而执行。本实施方式中所设想的滞后要求为，以爆震抑制(更加具体而言，爆震等级的降低)为目的的滞后要求。
在本实施方式中，爆震控制被执行。爆震控制以使爆震等级接近于目标爆震等级的方式对点火正时进行控制。以降低爆震等级为目的的滞后请求为，有可能在爆震控制的执行中发出的请求。基本点火正时作为在与燃烧有关的环境条件为标准条件的情况下的值而被存储于存储器40a中。上述标准条件更加具体而言，是指进气温度、发动机冷却水温度、发动机润滑油温度以及燃料的辛烷值的各自被设为标准值的条件。只要是内燃机10在接近于该标准条件的状态下运转的情况下，就能够通过相当于基本点火正时的目标点火正时而实现目标爆震等级。另一方面，例如，当在高外气温地区使内燃机10运转从而进气温度高于标准值时，或者在使用与标准值相比而较低的辛烷值的燃料的情况下，如果基本点火正时就此直接被使用，则爆震等级与目标爆震等级相比有可能变高。其结果为，为了将爆震等级下降至目标爆震等级，从而需要点火正时的滞后。
在此，对爆震控制的一个示例进行具体说明。该爆震控制所利用的点火正时滞后量通过以下的处理而被学习并被存储于存储器40a中。该点火正时滞后量根据爆震等级而被增减。爆震等级为，根据由爆震传感器46检测出的爆震的检测结果而被计算出的爆震强度和爆震频率。与爆震等级相应的点火正时滞后量的增减更加具体而言是指，在爆震等级高于目标爆震等级的情况下，点火正时滞后量被修正为增大预定量R1并被存储于存储器40a中。并且，爆震等级高于目标爆震等级的情况具体而言是指，爆震强度大于目标爆震等级的爆震强度的情况、或爆震频率高于目标等级的爆震频率的情况。其结果为，本判断之后实施燃烧的气缸的目标点火正时相对于当前值而被滞后。当点火正时被滞后时，通过使混合气体的燃烧速度下降从而能够将缸内压力的最大值Pmax抑制得较低，由此，能够降低爆震强度和爆震频率。其结果为，能够使爆震等级降低。另一方面，在被判断为爆震等级在目标爆震等级以下的期间持续了预定期间的情况下，点火正时的提前指令被发出，点火正时滞后量被修正为减小预定量并被存储于存储器40a中。其结果为，本判断之后进行燃烧的气缸的目标点火正时相对于当前值而被提前。并且，点火正时滞后量为零。因此，目标点火正时的提前侧的极限值成为基本点火正时。
根据以上所说明的爆震控制，即使在上述的环境条件相对于标准条件而向从爆震的观点出发较严格的一侧发生了变化的情况下，也能够维持目标爆震等级。
接下来，对稀燃运转时的基本点火正时与转矩变动极限之间的关系进行说明。作为前提，在本实施方式中，以与理论空燃比相比而较大的过稀空燃比来实施稀燃运转。图4为，与理论空燃比相比而靠过稀侧的过稀空燃比区域内的基本点火正时与转矩变动极限值之间的关系的图。并且，作为一个示例，图4表示爆震点火正时被选为基本点火正时的高负载区域内的同一发动机负载以及发动机转速下的关系。补充说明，图4中所示的基本点火正时的线(点火正时线)相当于爆震等级与目标爆震等级相等的等爆震等级线。在各等爆震等级线中，爆震等级是固定的。空燃比越成为过稀，则达到转矩变动极限值时的点火正时的值越向提前侧转移。
在稀燃运转中使点火正时滞后的情况下，与在理论空燃比燃烧运转中使点火正时滞后的情况相比，转矩变动容易变大。因此，在稀燃运转时，与理论空燃比燃烧运转时相比，从基本点火正时至转矩变动极限线的点火正时的宽度变短(即，滞后的富余量变低)。更加具体而言，如图4中箭头标记所示，空燃比越成为过稀，则过稀空燃比区域中的富余量越变低。
接下来，图5A以及图5B对使用利用点火正时以及空燃比而规定了转矩变动极限值的关系而以不超过转矩变动极限线的方式实施点火正时的滞后的情况进行说明。此处所例示的点火正时以及空燃比与在本实施方式中所利用的后述的发动机参数不同。
图5A以及图5B所示的转矩变动极限线L1作为上述的标准环境条件(进气温度等为标准值的条件)下的值而被确定。另一方面，转矩变动极限线L2为考虑到环境条件的变化而被确定的。更加具体而言，转矩变动极限线L2为，以即使在发生了环境条件的变化的情况下也具有用于使工作点p不超过本来的转矩变动极限线L1的富余的方式而被确定的线。
在估计了与上述环境条件的变化相关的富余的情况下，在为了使爆震等级降低而发出了点火正时的滞后要求时，如图5A以及图5B所示，仅使点火正时从当前的工作点p1(事先适合的工作点)滞后至转矩变动极限线L2。另一方面，由于当在过稀空燃比区域内使空燃比过浓化时能够提高燃烧稳定性，因此，达到转矩变动极限值时的点火正时的值向滞后侧转移。因此，在为了降低爆震等级而无法确保必要的滞后量的情况下，如图5(A)所示，需要在通过喷射燃料的增量而使空燃比过浓化的同时持续进行所需的预定量(滞后量)R1的滞后。另外，也可以考虑到如下的对策，即，如图5(B)中所例示的工作点p2那样，将充分确保了滞后的富余量的工作点作为基本点火正时(初始值)来使用。
在利用点火正时以及空燃比与转矩变动极限值之间的上述关系来判断滞后的富余量的结构中，即使在相对于执行点火正时的滞后时的转矩变动极限值而实际上存在富余的情况下，也存在空燃比被过浓化的可能性。由此，使空燃比充分过稀化的状态下的稀燃运转的实施的频率将会减少。另外，当实施图5B所示的对策时，使空燃比充分过稀化本身也变得困难。因此，无论在上述任何一种情况下，由稀燃运转的实施而产生的耗油率降低的效果均会减小。另外，当在过稀空燃比区域内空燃比接近于理论空燃比时，担心NOx的排出量的增加。
接下来，对为了规定与转矩变动极限值之间的关系而在实施方式1中所利用的发动机参数进行说明。在稀燃运转时为了使爆震等级降低而实施点火正时的滞后的情况下，尽可能不执行由喷射燃料的增量而引起的空燃比的过浓化，并且使用极度过稀的空燃比。为此，优选为，使转矩变动极限线时所估计的富余足够小，由此，能够充分确保点火正时的可滞后量。而且，为此，优选为，为了在与转矩变动极限值之间对关系信息进行规定而使用的发动机参数为，在不易受到上述环境条件的变化的影响的同时能够确定转矩变动极限值的参数，以代替上述的点火正时以及空燃比。
本申请的发明人通过专心研究而发现，通过将着火性指标值以及燃烧正时指标值用作为发动机参数并规定了与转矩变动极限值之间的关系，从而在关于转矩变动极限线的确定方面从上述的环境条件的变化的观点出发而无需设置富余。关于详细情况，下面参照图6和图7而进行说明。
在本实施方式中所使用的着火性指标值的一个示例为，从点火正时至CA10的曲轴转角期间(更加具体而言，从CA10减去点火正时(SA)而得到的差)，以下，称为“SA－CA10”。另外，燃烧正时指标值的一个示例为CA50(燃烧重心点)。在SA－CA10的计算中所使用的点火正时(SA)为上述的目标点火正时。CA10以及CA50如参照图2而所述的那样，能够利用缸内压力传感器30而进行计算。
图6为通过与点火正时以及空燃比之间的关系而表示因与燃烧有关的环境条件的变化而引起的转矩变动极限线的变化的图。在图6所示的一个示例中，表示因作为上述的环境条件之一的进气温度条件的变化而引起的转矩变动极限线的变化。转矩变动极限线L3～L5表示进气温度分别为T1～T3的情况下的线。在此，进气温度T1为在内燃机10的运转中被设想的进气温度的最低值，进气温度T2为，在以映射表的形式而设置有图6所示的关系并将其使用于点火正时的滞后的结构(与本实施方式的结构不同)中为了规定该映射表而使用的标准的进气温度，进气温度T3被设为在运转中可设想的进气温度的最大值。
如图6所示可知，在通过与点火正时以及空燃比之间的关系来整理转矩变动极限线的情况下，转矩变动极限线根据进气温度而变化。更加具体而言，由于进气温度越高，则压缩端的缸内气体温度变得越高，因此，燃烧变得易于稳定(即，转矩变动变小)。因此，进气温度越高则转矩变动极限线越向滞后侧转移。
另一方面，图7通过与SA－CA10以及CA50之间的关系来表示转矩变动极限线的图。图7中所示的各线均为等转矩变动线。各转矩变动线具有SA－CA10越大则CA50越提前的趋势。而且，如图7所示，在这些转矩变动线中最高转矩变动侧的线为转矩变动极限线L6。以下，为了便于说明，有时将具有如图7所示的趋向、且对SA－CA10以及CA50与转矩变动极限线之间的关系进行规定的映射表称为“转矩变动极限评价映射表”。
本件发明人在通过与SA－CA10以及CA50之间的关系来整理转矩变动极限线的情况下发现，无论进气温度的变化如何，转矩变动极限线均被视为相同。因此，即使在考虑到进气温度的变化的情况下，也能够如图7所示那样通过一根转矩变动极限线L6来表示转矩变动极限线。另外，在此，作为在本实施方式中设想的环境条件的一个条件，以进气温度为例而进行了说明。关于这一点，本件发明人确认了如下的情况，即，通过将着火性指标值(例如，SA－CA10)以及燃烧正时指标值(例如，CA50)作为对与转矩变动极限值之间的关系进行规定的发动机参数而利用，从而无论进气温度、以及发动机冷却水温度、发动机润滑油温度、以及辛烷值等环境条件的变化如何，均可将转矩变动极限线视为相同。
在此，虽然并不是本实施方式中所使用的结构，但考虑到了如图6所示那样的利用点火正时以及空燃比与转矩变动极限值之间的关系而实施点火正时的滞后的结构。具体而言，考虑到了如下结构，即，预先以映射表的形式而设置有这样的关系，并在稀燃运转中发出了点火正时的滞后要求的情况下，参照该映射表而对工作点p与转矩变动极限线之间的富余量进行判断的同时实施点火正时的滞后的结构。但是，在利用图6所示的关系的情况下，当考虑环境条件的变化时，转矩变动极限线成为多条线。因此，在该情况下，如参照图5A以及图5B所述的那样，需要对考虑到环境条件(进气温度条件)的变化的富余进行估计而对转矩变动极限线进行规定。因此，在图6所示的示例中所应当预先存储于映射表中的转矩变动极限线成为，与作为所设想的最低值的进气温度T1相对应的转矩变动极限线L3。其结果为，在因进气温度成为了高于标准的进气温度T2的温度，从而为了降低爆震等级而发出了点火正时的滞后要求的情况下，对当前的工作点p与转矩变动极限线L3之间滞后的富余量进行判断。因此，尽管相对于与实际的进气温度相对应的转矩变动极限线而存在富余，也无法将点火正时的滞后实施至该转矩变动极限线的附近。
对此，在本实施方式中，利用SA－CA10以及CA50，而规定转矩变动极限值。由此，无需考虑到环境条件相对于决定了转矩变动极限评价映射表的标准的环境条件而发生变化的情况，而相对于转矩变动极限线而留出富余。因此，无论环境条件有无变化，均能够适当地掌握转矩变动极限线。
在本实施方式中，执行利用了使用SA－CA10和CA50的转矩变动极限评价映射表的爆震控制。具体而言，在接受爆震的检测而发出了用于减低爆震等级的点火正时的滞后要求的情况下，参照转矩变动极限评价映射表，对当前的工作点p与转矩变动极限线上的点q之间的距离Y进行计算。该距离Y表示点火正时的滞后的富余量。更加具体而言，距离Y相当于转矩变动值通过点火正时的滞后而达到所述转矩变动极限值时的富余量。
图8为用于对距离Y的计算方法进行说明的图。在图8中，例示了包括目标爆震等级线在内的多条爆震等级线。
在爆震控制中，有时会发出用于降低爆震等级的滞后请求。更加具体而言，图8中的当前的工作点p(适合点p1)所位于的目标爆震等级线为，作为标准的环境条件下的线而事先被确定的线。因此，在与标准的环境条件相比向爆震等级变高的环境条件发生了变化的情况下，工作点p的爆震等级变得高于目标爆震等级。点火正时的滞后请求在这样的情况下被发出。
如图8所示，距离Y为将SA－CA10设为x坐标值且将CA50设为y坐标值的情况下的xy平面上的点p与点q之间的距离。在发出了用于降低爆震等级的滞后要求时在图8上工作点p应该前进的方向只要是使爆震等级下降的方向，则可以为任意的方向。但是，为了对距离Y进行计算，需要对转矩变动极限线上的点q的位置进行确定。在本实施方式的爆震控制中，作为一个示例，设为不伴随空燃比(A/F)的变化而实施点火正时的滞后的方针。因此，如图8所示，点q作为穿过工作点p的等A/F线(等空燃比线)与转矩变动极限线之间的交点而被确定。以此方式，在本实施方式中所使用的距离Y为，事先被决定的确定方向(作为一个示例，为沿着等A/F线的方向)上的点p与转矩变动极限线上的点q之间的距离。
距离Y(单位为曲柄角度)的计算能够利用三平方的定理并使用以下的(4)式来实施。
在上述(4)式中，Y1为点p的CA50与点q的CA50之差，Y2为点p的SA－CA10与点q的SA－CA10之差。
在本实施方式的爆震控制中，在发出有滞后请求的情况下，对如上所述计算出的距离Y是否长于阈值Z进行判断。其结果为，在能够判断为在距离Y长于阈值Z的情况下，也就是说，当前的工作点p位于相对于转矩变动极限线而具有富余的位置处的情况下，执行使点火正时滞后预定量R1的动作。在该情况下，由于如上所述采取了在点火正时的滞后中不伴随空燃比的变更的方针，因此，通过该点火正时的滞后，而工作点p向图8中由箭头标记所示的方向移动。
上述判断中所使用的阈值Z既可以为零，或者也可以为正值。在将阈值Z设定为正值的情况下，考虑到点火正时控制或后述的用于空燃比的过浓化的燃料喷射量控制的偏差等，而以剩余有相对于转矩变动极限线的富余的方式对工作点p的移动范围进行限定。在本实施方式中，作为优选的设定的一个示例，阈值Z被设为根据空燃比而变化的正值。更加具体而言，阈值Z被设定为，在过稀空燃比区域中空燃比较大的情况下，与该空燃比较小的情况相比而变大。在过稀空燃比区域中，空燃比越变得过稀，则转矩变动越易于变大。因此，根据该设定，在由于空燃比为更加过稀的值而转矩变动易于变大的情况下，能够提高考虑到上述偏差等的富余量。这样，根据本设定，在作为阈值Z而利用正值而设置富余的情况下，能够根据空燃比而适当地对该富余的大小进行设定。而且，附加说明，阈值Z既可以被设定为，以空燃比越大则越变大的方式连续发生变化，或者，也可以被设定为，在上述方式中以至少两个阶段而发生阶段性的变化。如该示例那样，阈值Z可以不是固定值，而是可变值。
另外，在本实施方式的爆震控制中，在判断为距离Y为阈值Z以下的情况下，也就是说，在由于工作点p接近于转矩变动极限线而点火正时的滞后的富余量较小的情况下，执行如下的控制(第二控制的一个示例)。
图9为用于对判断为距离Y为阈值Z以下的情况下的控制进行说明的图。当在距离Y成为阈值Z以下的情况下，与距离Y小于阈值Z的情况同样，当为了使爆震等级降低而使点火正时滞后预定量R1时，根据阈值Z的大小和预定量R1的大小，而存在如图9所示那样工作点p进行移动的可能性。即，在此处例示的情况中，工作点p从工作点p3向工作点p4移动。在工作点p这样移动的情况下，转矩变动值将会大于转矩变动极限值。另外，即使通过预定量R1的滞后而不使转矩变动值大于转矩变动极限值，工作点p也会相当接近于转矩变动极限线。因此，在本实施方式中，在距离Y成为阈值Z以下的情况下，与点火正时的滞后一起，以燃烧稳定性的提高为目的，而实施空燃比的过浓化。该空燃比的过浓化能够通过喷射燃料的增量来实施。
当空燃比被过浓化时，燃烧速度变高，并且点火延迟期间变短。其结果为，CA50被提前并且SA－CA10变小。因此，当为了过浓化而使燃料喷射量增加预定量F时，工作点p从工作点p3向工作点p5移动。如上文所述，通过空燃比的过浓化，而能够使燃烧稳定化从而使工作点p从转矩变动极限线远离，但仅采用过浓化的方式，爆震等级将会高于当前的爆震等级。如图9中所示的工作点p3那样，工作点p位于接近于转矩变动极限线的位置处的理由为，在向与标准的环境条件相比而爆震等级易于变高的环境条件发生变化之后，以爆震等级被维持于目标爆震等级的方式实施了点火正时的滞后。因此，可以说，工作点p3的当前的爆震等级相当于目标爆震等级。因此，可以说，通过过浓化而使爆震等级变高的情况并不优选。
因此，在本实施方式中，在发出了滞后请求的情况下距离Y成为阈值Z以下时，如图9中的工作点p6那样，以使工作点收敛于当前的爆震等级的等爆震等级线与转矩变动极限线之间的区域内的方式来决定用于过浓化的喷射燃料的增量值与点火正时的滞后量。其结果为，在工作点p3处实施了以此方式被决定的控制量的过浓化和滞后的情况下，工作点p将从工作点p3向工作点p6移动。如上文所述，即使在通过实现燃烧稳定性的提高的同时实施点火正时的滞后，从而使工作点p充分接近于转矩变动极限线的情况下，也能够使不超过转矩变动极限的同时满足用于降低爆震等级的滞后请求。
接下来，图10为表示在实施方式1中执行稀燃运转时的控制程序的流程图。并且，本程序在各气缸中经过了排气阀门22的打开正时的时刻被启动，且针对每个燃烧循环而被反复执行。即，本程序被执行的时刻为，结束了成为MFB的实测数据的计算的基础的缸内压力P的数据的取得的时刻。
在图10所示的程序中，ECU40首先对爆震强度以及爆震频率进行计算(步骤100)。具体而言，此次的燃烧循环的燃烧时的爆震强度根据爆震传感器46的输出信号而被计算出。另外，爆震频率作为在事先设定的目标爆震等级的爆震强度的爆震在预定的多个循环(还包括此次的燃烧循环)中产生的频率而被计算出。
接下来，ECU40对是否存在用于降低爆震等级的点火正时的滞后请求进行判断(步骤102)。滞后请求为在当前的爆震等级高于目标等级的情况下被发出的请求。当前的爆震等级高于目标等级的情况是指，具体而言，在步骤100中计算出的爆震强度大于目标爆震等级的爆震强度的情况，或者，在步骤100中计算出的爆震频率高于目标电平的爆震频率的情况。
ECU40在步骤102中判断为不存在滞后请求的情况下，迅速结束此次的处理循环。并且，在判断为不存在滞后请求的情况(即，爆震等级在目标爆震等级以下的情况)下，在独立于图10所示的程序而被执行的程序(省略图示)中，对判断为爆震等级在目标爆震等级以下的期间是否持续了预定期间进行判断。其结果为，在该判断成立的情况下，在基本点火正时上反映的点火正时滞后量被修正为减小预定量。即，目标点火正时相对于当前值而被提前。
另一方面，ECU40在步骤102中判断为存在滞后请求的情况下进入步骤104。在步骤104中，利用使用缸内压力传感器30的输出值而被计算出的MFB的实测数据，而对CA50进行计算。接下来，ECU40对SA－CA10进行计算(步骤106)。SA－CA10在利用MFB的实测数据而对CA10进行计算的基础上，作为在此次的燃烧循环中所使用的目标点火正时与CA10之差而被计算出。
接下来，ECU40对距离Y进行计算(步骤108)。ECU40存储以如图7所示的趋势而对SA－CA10以及CA50与转矩变动极限之间的关系进行规定的转矩变动极限评价映射表。转矩变动极限评价映射表如已述的那样，作为标准的环境条件下的关系而被规定。另外，转矩变动极限评价映射表根据内燃机10的运转条件(例如，发动机负载以及发动机转速)而使用了不同的映射表。在本步骤108中，通过参照图8而已述的方法，计算出当前的工作点p与转矩变动极限线上的点q之间的距离Y。另外，本判断所使用的阈值Z如已述的那样被设为，根据空燃比而可变。因此，在取得了与空燃比相对应的阈值Z的基础上，执行本判断。并且，用于取得阈值Z的空燃比，例如能够通过使用利用空气流量传感器44而被取得的吸入空气量和燃料喷射量(目标燃料喷射量)进行计算。
接下来，ECU40对距离Y长于阈值Z进行判断(步骤110)。其结果为，在判断为距离Y长于阈值Z的情况下，即，在能够判断为当前的工作点p相对于转矩变动极限线而位于具有富余的位置处的情况下，ECU40向点火装置28输出点火正时的滞后指令(步骤112)。其结果为，在本滞后指令后实施的各气缸的燃烧循环中所使用的点火正时被滞后。并且，根据本程序的处理，由于针对每个气缸而计算出CA50以及SA－CA10，因此，本滞后指令的对象也可以仅为计算出用于步骤110的判断的CA50以及SA－CA10的气缸。即，利用转矩变动极限评价映射表的控制针对每个气缸而被执行。
如已述那样，目标点火正时为使基本点火正时与点火正时滞后量相加计算而得到的值。基本点火正时能够参照规定了内燃机10的运转条件(例如，发动机负载、发动机转速以及空燃比)与基本点火正时之间的关系的映射表(省略图示)进行计算。根据本步骤112的处理，按照上述滞后请求，而加上用于相对于当前的点火正时滞后量而使滞后量增大的预定量R1。该预定量(即，一次滞后量)R1被设为不超过转矩变动极限线的大小的值。在此基础上，在本步骤112中，作为一个示例，该预定量R1参照图11A以及图11B所示的关系而被计算出。即，如图11A所示，预定量R1作为在步骤100中计算出的爆震强度越大则越大的值从而被计算出。另外，如图11B所示，预定量R1作为在步骤100中计算出的爆震频率越高则越大的值而被计算出。通过以此方式计算出的预定量R1，首先，点火正时滞后量根据当前值(存储于存储器40a中的值)而被修正，并被存储于存储器40a中。而且，通过使被修正的点火正时滞后量与基本点火正时相加，从而目标点火正时被修正。因此，根据上述滞后指令，如此修正的目标点火正时被发出指令。并且，代替上述内容，上述预定量(一次滞后量)R1既可以为固定值，或者，例如，也可以为根据爆震强度以及爆震频率中的任意一方而可变的值。
另一方面，在步骤110中判断为距离Y在阈值Z以下的情况，即，能够判断为由于工作点p接近于转矩变动极限线从而点火正时的滞后的富余量较小的情况下，通过步骤114以及116的处理，ECU40输出用于空燃比过浓化的喷射燃料的增量指令和点火正时的滞后指令。这些处理为在确保燃烧稳定性的同时为了满足滞后请求而被实施的处理。其结果为，在本增量指令以及本滞后指令后被实施的各气缸的燃烧循环中所使用的燃料喷射量被增加，并且，点火正时被滞后。并且，与步骤110的处理的情况相同地，由步骤114以及116的处理而产生的增量指令以及滞后指令的对象也可以仅为对用于步骤110的判断的CA50以及SA－CA10进行计算的气缸。如上所述，即使关于步骤114以及116的处理，利用转矩变动极限评价映射表的控制也可以针对每个气缸而被执行。
目标燃料喷射量为在基本燃料喷射量上加上各种的燃料喷射补正量而得到的值。基本燃料喷射量能够参照规定了内燃机10的运转条件(例如，发动机负载、发动机转速以及空燃比)与基本燃料喷射量之间的关系的映射表(省略图示)而进行计算。根据本步骤114的处理，为了以点火正时的滞后时的燃烧稳定性的确保为目的而增加喷射燃料的量，而在与爆震有关的燃料喷射补正量上加上预定量F。作为一个示例，预定值F设为固定值。通过加上利用该预定量F而修正了的燃料喷射补正量，从而使目标燃料喷射量被修正。根据上述增量指令，以此方式被修正的目标燃料喷射量被发出指令。
接下来，在步骤116中，通过根据预定量R2来修正而对当前的点火正时滞后量进行修正，并将所修正的点火正时滞后量加在基本点火正时上，从而使应当通过本滞后指令而被指令的目标点火正时被修正。作为一个示例，预定量R2能够通过如下的方法而进行决定。
即，在本步骤116中，在通过步骤114的处理而实施预定量F下的喷射燃料的增量的情况下，作为满足工作点p不超过当前的爆震等级的等爆震等级线、且不超过转矩变动极限线这一要求的值，而计算出上述预定量R2。
在此，在由喷射燃料的增量和点火正时的滞后各自所产生的CA50和SA－CA10的变化的灵敏度中，存在如下的关系。即，将喷射燃料增加了预定量时的CA50的提前量设为X1，并且将SA－CA10的减少量设为X2。在通过使CA50滞后与X1同量的量而实施了点火正时的滞后时的SA－CA10的增加量与X2相比而减小。由于存在这样的关系，因此，通过结合喷射燃料的增量与点火正时的滞后，从而使CA50滞后，且以SA－CA10减少的方式使工作点p移动(参照图9)。因此，能够事先决定满足上述要求的点火正时滞后量的预定量R2。在ECU40中，存储有规定了内燃机10的运转条件(例如，发动机负载(发动机转矩)、发动机转速以及空燃比)与上述预定量R2之间的关系的映射表(省略图示)。在本步骤116中，利用参照这样的映射表而取得的预定量R2，对点火正时滞后量进行修正。并且，在上述的步骤114以及116的处理中，对在通过作为固定值的预定量F而实施喷射燃料的增量的情况下，点火正时滞后量的预定量R2参照上述映射表而被取得的示例进行说明。但是，预定量F以及预定量R2只要成为满足上述要求的值即可，因此，可以代替预定量R2，或者，预定量F与预定量R2一起根据运转条件而被决定。
根据以上所说明的图10所示的程序，在发出了点火正时的滞后请求的情况下，参照转矩变动极限评价映射表，对距离Y是否大于阈值Z进行判断。即，关于点火正时的滞后，掌握工作点p相对于转矩变动极限线的富余量。在转矩变动极限评价映射表中，通过作为代表点火延迟期间的参数的SA－CA10与作为代表燃烧正时的参数的CA50之间的关系，规定了转矩变动极限值。根据以此方式选定了发动机参数的本映射表，无需相对于转矩变动极限线而具有考虑到环境条件(上述的进气温度条件等)的变化的富余。因此，在使点火正时滞后时，能够在不受到环境条件的变化的有无的影响的情况下适当地掌握真正的转矩变动极限线。其结果为，能够适当地掌握当前的工作点p与转矩变动极限线上的点(在本实施方式中，点q)之间的距离Y。
在此基础上，根据上述程序，在距离Y大于阈值Z的情况下，伴随着滞后请求的点火正时被滞后(第一控制的一个示例)。另一方面，在距离Y成为阈值Z以下的情况下，执行用于抑制转矩变动的增加的空燃比的过浓化(喷射燃料的增量)、和伴随着滞后请求的点火正时的滞后。通过使用转矩变动极限评价映射表来执行这样的控制，从而能够充分利用至真正的转矩变动极限线的附近为止的点火正时的滞后。另外，能够避免尽管处于相对于实际的环境条件下的转矩变动极限线而具有富余的状态下，也为了避免超过转矩变动极限线而实施空燃比的过浓化的情况。因此，能够抑制耗油率恶化。另外，还能够抑制因空燃比的过浓化而引起的NOx排出量的增大。而且，根据本控制，能够在无需对实际的转矩变动值进行计算的情况下，针对每个燃烧循环，而实施在转矩变动极限线的附近所实施的增量和滞后。如果在与本控制不同的实施转矩变动值的计算的结构中，则可能会发生在结束该计算之前实际的转矩变动值超过转矩变动极限值的情况。对此，根据本控制，还能够避免以这样的方式而使转矩变动增大的情况。
另外，根据上述程序，在距离Y在阈值Z以下的情况下，执行使用了上述预定量F的喷射燃料的增量和使用了预定量R2的点火正时的滞后。由此，能够设为使不超过转矩变动极限值的同时使爆震等级降低。
并且，燃料喷射量的预定量F和点火正时的滞后量(预定量R2)为，第二控制中的“用于空燃比的过浓化的喷射燃料的增量值和点火正时的滞后量”。
可是，在上述的实施方式1中，对如下示例进行了说明，即，如图8所示，距离Y的计算中所使用的转矩变动极限线上的点作为穿过工作点p的等A/F线与转矩变动极限线之间的交点而被确定。但是，如已述那样，当发出了用于降低爆震等级的滞后请求时，在xy平面上工作点p应该前进的方向只要为使爆震等级下降的方向即可，并未被限定于上述的方式。
图12为用于对距离Y的其他的计算示例进行说明的图。在实施方式1中，在距离Y大于阈值Z的情况下，仅实施点火正时的滞后。但是，相对于该情况下的点火正时的滞后，可以伴随用于提高燃烧稳定性的空燃比的过浓化，另外，与上述内容相反地，为了减小用于爆震抑制所需的点火正时的滞后量，也可以伴随空燃比的过稀化。因此，在距离Y大于阈值Z的情况下工作点p前进的方向，根据事先的控制方针，如图12中例示的那样，也存在成为与等A/F线相比朝向SA－CA10较小的一侧的方向，另外，还存在成为与等A/F线相比朝向SA－CA10较大的一侧的方向。而且，工作点p前进的方向在按照事先的控制方针而决定喷射燃料的增量值(或减量值)和点火正时的滞后量(预定量R1)时而被规定。因此，距离Y的计算中所使用的转矩变动极限线上的点r(或点s)例如能够确定如下。即，事先决定增量值(或减量值)以及滞后量、与穿过工作点p且表示工作点p的移动方向的线的xy平面上的倾斜度之间的关系。接下来，通过根据增量值(或减量值)以及滞后量的各自的取得值来取得倾斜度，从而确定上述线。而且，对相当于所确定的该线与转矩变动极限线之间的交点的点r(或点s)进行确定。而且，在以此方式相对于点火正时的滞后而伴随用于空燃比的增减的喷射燃料的增量或减量的情况下，在图10所示的程序中步骤110的判断成立时，只要执行输出基于如上所述所决定的增量值(或减量值)和滞后量(预定量R1)而得到的指令(滞后指令以及燃料喷射量的变更指令)的处理即可。另外，根据事先的控制方针，并不限定于工作点p的移动方向总是被设为相同。即，工作点p的前进方向也可以根据点火正时的滞后实施过程中是否存在其他的请求而被变更。例如，在以工作点p向沿着等A/F线的方向而前进的方式持续实施点火正时的滞后时存在抑制转矩变动的其他的请求的情况下，工作点p的移动方向可以被修正为，与等A/F线相比朝向SA－CA10较小的一侧的方向。而且，在以此方式修正了工作点p的移动方向的情况下，只要作为表示修正后的移动方向的线与转矩变动极限线之间的交点、与当前的工作点p之间的距离而计算出距离Y即可。
而且，代替上述的方法，距离Y也可以为，作为当前的工作点p与转矩变动极限线之间的距离(能够获得最短距离的转矩变动极限线上的点与工作点p之间的距离)而被简单计算出并被评价的距离。
另外，在实施方式1中，对实施在稀燃运转中利用了转矩变动极限评价映射表的控制的示例进行了说明。但是，本控制的应用对象并不被限定于稀燃运转，例如，也可以为理论空燃比燃烧运转。更加具体而言，即使在可以称为基本上与稀燃运转中相比燃烧稳定性变高的理论空燃比燃烧运转中，例如，在大量的EGR气体被导入的情况下，转矩变动易于变大。因此，即使在这样的情况下，为了抑制转矩变动的增加抑制，而根据需要，在利用实现燃烧稳定性的提高的范围内的空燃比的过浓化的同时应用本控制。
另外，在实施方式1中，作为燃烧正时指标值，例示了CA50。但是，本发明中的“燃烧正时指标值”只要为代表燃烧正时的指标值即可，代替CA50，例如，既可以为缸内压力最大曲柄角度θPmax，或者，也可以为CA50以外的任意的确定比例燃烧点CAα1。并且，θPmax能够利用缸内压力P的实测数据而取得。另外，在本实施方式中，作为着火性指标值，例示了SA－CA10。但是，本发明中的“着火性指标值”只要为代表混合气体的着火性的指标值即可，代替SA－CA10，例如，可以为从点火正时(SA)至CA10以外的任意的确定比例燃烧点CAα2为止的曲轴转角期间。
另外，在实施方式1中，以发出了用于降低爆震等级的滞后请求的情况下的点火正时的滞后控制(在爆震控制中所执行的滞后控制)为例而进行了说明。在此，爆震等级可以为，代替如上所述由爆震强度以及爆震频率的双方而被规定的爆震等级，也可以为由爆震强度和爆震频率的任意一方而被规定的爆震等级。因此，在用于降低爆震等级的滞后请求中，例如，也包含如下的请求，即，在爆震强度在判断阈值以上的情况下判断为产生了爆震，并在判断为产生了爆震的情况下实施滞后的简单的结构中被发出的请求。
而且，本发明中的关系信息(利用与着火性指标值以及燃烧正时指标值之间的关系而对转矩变动极限值进行规定的关系信息)的利用对象并不被限定于发出了用于抑制爆震的滞后请求的情况。即，在发出了其他目的下的滞后请求、例如用于排气净化催化剂32的暖机的滞后请求的情况下，也可以利用上述关系信息来实施点火正时的滞后。而且，在距离Y成为阈值Z以下的情况下，只要为了在用于抑制转矩变动而实施空燃比的过浓化的同时为了满足滞后请求而使点火正时滞后即可。而且，附加说明，只要在发出了爆震抑制以外的目的下的滞后请求的情况下，则当距离Y成为阈值Z以下时无需为了抑制爆震而抑制燃烧速度。因此，该情况下的用于空燃比的过浓化的喷射燃料的预定值F只要为确保满足滞后请求的预定量R2(滞后量)的滞后的富余量而所需的量即可。即，在该情况下，也可以通过过浓化，而容许CA50等的燃烧正时指标值向提前侧转移。
另外，在实施方式1中，对利用对向气缸体传递的振动进行检测的方式的爆震传感器46而实施爆震检测的示例进行了说明。但是，本发明的“爆震检测单元”，代替上述方式的爆震传感器46，例如也可以为使用缸内压力传感器30而对爆震进行检测的装置。具体而言，例如，用于爆震检测的预定曲轴转角期间内的缸内压力传感器30的输出信号(即，爆震判断用信号)的强度的峰值可以作为爆震强度而被计算出，或者，爆震判断用信号的强度的积分值可以作为爆震强度而被计算出。
另外，在实施方式1中，作为本发明所涉及的“关系信息”的一个示例，对利用转矩变动极限评价映射表的示例进行了说明。但是，本发明所涉及的“关系信息”并不一定为以映射表的方式构建并被存储于控制装置内的信息，例如，也可以以对着火性指标值以及燃烧正时指标值与转矩变动极限值之间的关系进行规定的关系式的方式而被构建并存储。
另外，在实施方式1中，以在各气缸中具备缸内压力传感器30的结构的内燃机10为例，而对将基于各气缸的缸内压力传感器30的输出值的CA50以及SA－CA10应用于转矩变动极限评价映射表(关系信息)的控制(参照图10)进行了说明。但是，在实施本控制的基础上，只要缸内压力传感器30被安装于至少一个气缸上即可。因此，例如，也可以将确定的一个的气缸作为代表气缸而设置缸内压力传感器30，并将基于该缸内压力传感器30的输出值的CA50以及SA－CA10应用于转矩变动极限评价映射表。而且，也可以根据该评价结果，而(根据需要而与空燃比的过浓化一起)实施包括代表气缸的其他的气缸的点火正时的滞后。

Claims (7)

1.一种内燃机的控制装置，所述内燃机包括点火装置、燃料喷射阀和缸内压力传感器，
所述点火装置被构成为，对所述内燃机的气缸内的混合气体进行点火，
所述燃料喷射阀被构成为，向所述气缸内供给燃料，
并且，所述缸内压力传感器被构成为，对缸内压力进行检测，
所述控制装置的特征在于，
电子控制单元被构成为：
根据所述缸内压力传感器的输出值，而对着火性指标值以及燃烧正时指标值进行计算；
存储对所述着火性指标值以及所述燃烧正时指标值与转矩变动极限值之间的关系进行规定的关系信息；
存储基于所述关系信息而得到的转矩变动极限线；
在将所述着火性指标值设为x坐标值且将所述燃烧正时指标值设为y坐标值的xy平面上，对所述内燃机的当前的工作点与所述转矩变动极限线上的点之间的距离进行计算，所述当前的工作点是通过所述着火性指标值以及所述燃烧正时指标值而被确定的；
在所述距离大于阈值的情况下，执行对所述点火装置进行控制以使点火正时滞后的第一控制；
并且，在所述距离为所述阈值以下的情况下，执行如下的第二控制，即，对所述燃料喷射阀进行控制以使空燃比过浓化，且对所述点火装置进行控制以使所述点火正时滞后。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
还具备爆震检测器，所述爆震检测器对所述内燃机爆震进行检测，
所述电子控制单元被构成为：
在所述第一控制中，当在根据所述爆震检测器的检测结果而抑制爆震的情况下所述距离大于所述阈值时，使所述点火正时滞后；
在所述第二控制中，当在根据所述爆震检测器的检测结果而抑制爆震的情况下所述距离为所述阈值以下时，使所述空燃比过浓化并且使所述点火正时滞后。
3.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述电子控制单元被构成为，以在所述xy平面上使所述工作点不超过与当前的爆震等级相等的等爆震等级线、且不超过所述转矩变动极限线的方式，来确定所述第二控制中的用于使空燃比过浓化的喷射燃料的増量值和所述点火正时的滞后量，
所述等爆震等级线为，根据爆震强度和爆震频率中的至少一方而被规定的爆震等级为固定的线。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述内燃机为以与理论空燃比相比而较大的过稀空燃比而实施稀燃运转的内燃机，
所述阈值在所述过稀空燃比较大的情况下，与所述过稀空燃比较小的情况相比而较大。
5.如权利要求1至4中的任意一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述电子控制单元被构成为，将所述当前的工作点与所述转矩变动极限线之间的最短距离作为所述距离而进行计算。
6.如权利要求1至4中的任意一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述电子控制单元被构成为，将所述当前的工作点与如下点之间的距离作为所述距离而进行计算，所述点为穿过所述当前的工作点的等空燃比线与所述转矩变动极限线的交点。
7.一种内燃机的控制方法，所述内燃机包括点火装置、燃料喷射阀、缸内压力传感器，
所述点火装置被构成为，对所述内燃机的气缸内的混合气体进行点火，
所述燃料喷射阀被构成为，向所述气缸内供给燃料，
并且，所述缸内压力传感器被构成为，对缸内压力进行检测，
所述内燃机的控制方法的特征在于：
根据所述缸内压力传感器的输出值，而对着火性指标值以及燃烧正时指标值进行计算；
存储对所述着火性指标值以及所述燃烧正时指标值与转矩变动极限值之间的关系进行规定的关系信息；
存储基于所述关系信息而得到的转矩变动极限线；
在将所述着火性指标值设为x坐标值且将所述燃烧正时指标值设为y坐标值的xy平面上，对所述内燃机的当前的工作点与所述转矩变动极限线上的点之间的距离进行计算，所述当前的工作点是通过所述着火性指标值以及所述燃烧正时指标值而被确定的；
在所述距离大于阈值的情况下，执行对所述点火装置进行控制以使点火正时滞后的第一控制；
并且，在所述距离为所述阈值以下的情况下，执行如下的第二控制，即，对所述燃料喷射阀进行控制以使空燃比过浓化，且对所述点火装置进行控制以使所述点火正时滞后。
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