CN107407224B - 内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法 - Google Patents

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Abstract

内燃机的控制装置具有：推定单元，其对缸内与活塞的移动相应地飞溅的燃料和机油的混合物量进行推定；以及限制单元，其根据推定出的混合物量而对内燃机的上限扭矩(UT)进行限制。

Description

内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法
技术领域
本发明涉及一种内燃机的控制装置和内燃机的控制方法。
背景技术
JP2011-231741A公开了如下方案，即，根据从通风机油箱流入的机油量而使扭矩限制区域变化。而且，抑制了因缸外机油引起的异常燃烧的产生。
发明内容
如果机油在内燃机的缸内飞溅，则该机油成为着火源而产生异常燃烧。然而，能够想到，缸内的机油仅达到在缸内壁面形成油膜的程度的量，因此其量也较少，实际上飞溅的情况也较为稀少。另一方面，燃料由喷射器进行喷射，因此附着于缸内壁面的燃料比机油多。如果附着于缸内壁面的燃料较多，则无论附着于缸内壁面的机油是否较少，均会由活塞环使得机油作为与燃料的混合物而向缸内飞溅。
这样，原本飞溅的情况较少的机油因蓄积于缸内壁面的燃料而作为与燃料的混合物向燃烧室内飞溅。混合物中含有的机油也成为内燃机的缸内的异常燃烧的发生源，因此如果使混合物飞溅，则容易产生异常燃烧。在这种状况下，期望抑制内燃机的缸内的异常燃烧的产生。
本发明的目的是抑制内燃机的缸内的异常燃烧的产生。
根据本发明的某个方式，内燃机的控制装置具有：推定单元，其对缸内与活塞的移动相应地飞溅的燃料和机油的混合物量进行推定；以及限制单元，其根据推定出的混合物量而对内燃机的上限扭矩进行限制。
附图说明
图1是对低转速高负荷区域进行说明的说明图。
图2是对预点火产生机制进行说明的内燃机的剖面图。
图3是对预点火产生机制进行说明的内燃机的局部放大图。
图4是本实施方式的上限扭矩限制的概念的说明图。
图5是燃料的多级喷射的喷射时机的说明图。
图6是对第1实施方式中的上限扭矩设定处理进行说明的流程图。
图7是第1实施方式中的喷射级数和上限扭矩的关系的说明图。
图8是对第1实施方式的变形例中的上限扭矩设定处理的变形例进行说明的流程图。
图9是第1实施方式的变形例中的喷射级数和上限扭矩的关系的说明图。
图10是对第2实施方式中的上限扭矩设定处理进行说明的流程图。
图11是第2实施方式中的蓄积特性的一个例子的说明图。
图12是根据蓄积特性而确定的上限扭矩的说明图。
图13是根据蓄积特性而确定的上限扭矩的变形例的说明图。
图14是对第3实施方式中的上限扭矩设定处理进行说明的流程图。
图15是表示第3实施方式中的消耗特性的对应图。
图16是第3实施方式中的燃料蓄积量和上限扭矩的关系的说明图。
图17是第3实施方式中的相对于经过的时间的转速、扭矩以及燃料蓄积量的说明图。
图18是第4实施方式的内燃机的说明图。
图19是对第4实施方式中的上限扭矩设定处理进行说明的流程图。
图20是第4实施方式中的光焰强度和上限扭矩的关系的说明图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1是对低转速高负荷区域进行说明的说明图。图1中示出了内燃机的转速和扭矩。通常，预点火容易在内燃机的转速较低的区域、且请求较高扭矩的区域产生。下面，将该内燃机的转速较低的区域、且请求较高扭矩的区域称为“低转速高负荷区域R1”。
预点火是指在通过火花塞进行的点火之前混合气体在燃烧室开始燃烧(火焰传播)的现象。如果在比根据运转状态而设定的点火时机早的定时进行燃烧，则未燃气体的自燃得到促进而产生强度较大的异常燃烧(超级爆震)。因此，预点火妨碍内燃机的高输出时的运转。
下面，对预点火的产生机制进行说明。
图2是对预点火产生机制进行说明的内燃机的剖面图。内燃机1具有喷射器11(相当于燃料喷射单元)、火花塞12、气缸13、进气阀14以及排气阀15。另外，内燃机1具有进气歧管16、排气歧管17、节流阀18、进气阀14侧的凸轮轴19a以及排气阀15侧的凸轮轴19b。并且，内燃机1具有活塞20以及活塞环21。
包含发动机控制单元等的控制器50与喷射器11、火花塞12以及节流阀18连接。控制器50对喷射器11的燃料喷射进行控制。另外，控制器50对火花塞12的点火定时进行控制。并且，控制器50对节流阀18的开度进行控制、且对其开度进行监视。
本实施方式中的喷射器11为多孔喷射器。喷射器11在内燃机1配置于气缸13的上端侧，其喷射孔以朝向斜下方的方式配置。即，喷射器11的喷射孔朝向气缸13的壁面。
如果从这样构成的喷射器11喷射燃料，则有时燃料会到达气缸13的壁面。在气缸13的壁面，因相对于活塞20的滑动而使得机油形成油膜。因此，在气缸13的壁面生成机油和燃料的混合物，由与活塞20一起上升的活塞环21而使该混合物向燃烧室内飞溅。
图3是对预点火产生机制进行说明的内燃机的局部放大图。下面，参照图3对混合物飞溅的过程进行说明。图3中示出了气缸13、活塞20以及活塞环21。
另外，图3中示出了用于润滑的机油32附着于气缸13的壁面的情形。并且，图3中示出了前述的从喷射器11喷射的燃料31以与机油32重叠的方式附着的情形。如果上述燃料31和机油32混合，则生成混合物35。而且，混合物35在活塞环21上方周围蓄积。
通常，附着于气缸13的壁面的机油32为形成油膜程度的量，因此其量较少，另外，其粘度也较高。因而，即使活塞20上升，机油32也持续附着于气缸13的壁面，机油32向缸内飞溅的情况较少。
然而，如前所述，有时从喷射器11喷射的燃料31会到达气缸13的壁面。到达气缸13的壁面的燃料31与附着于气缸13的壁面的机油32混合而变为混合物35。到达气缸13的壁面的燃料31的量比机油32的量多。另外，机油32的粘度较高，但燃料31的粘度较低，因此混合物35的粘度降低。
混合物35的粘度较低，因此相对于混合物35的壁面的附着力较弱。因此，因与活塞20一起上升的活塞环21而使混合物35向上方飞溅。而且，到达并蓄积于气缸13壁面的燃料31的量越多，其飞溅量越多。特别是如果燃料31的蓄积量较多，则能够想到，除了混合物35本身的量增多以外，混合物35的粘度也降低，因此飞溅量会急剧增多。
机油32中含有各种添加剂。因此，如果使混合物35向缸内飞溅，则飞溅的混合物35的液滴成为预点火的着火源。燃料31的蓄积量越多，混合物35的飞溅量越增多，因此燃料31的蓄积量越多，产生预点火的可能性也越高。另外，因该预点火而产生爆震(超级爆震)的可能性也提高。
如前所述，预点火妨碍内燃机1的高输出时的运转，因此期望抑制由混合物的飞溅引起的预点火。
图4是本实施方式中的上限扭矩限制的概念的说明图。图4中示出了相对于内燃机1的转速的上限扭矩。如前所述，预点火容易在图4所示的低转速高负荷区域R1产生。
因此，本实施方式中的控制器50(相当于内燃机的控制装置)，对气缸13内与活塞的移动相应地飞溅的燃料和机油的混合物量进行推定(相当于推定单元)。另外，控制器50根据推定出的混合物量而对内燃机的上限扭矩UT(图4)进行限制(相当于限制单元)。特别是在此时，推定出的混合物量越多，控制器50将内燃机的上限扭矩UT限制为越低(图4中的箭头A1所示的方向)。
如前所述，飞溅的混合物量越多，越容易产生预点火。特别是在低转速高负荷区域R1容易产生预点火。然而，本实施方式的控制器50对与活塞的移动相应地飞溅的混合物量进行推定，根据该推定出的混合物量而对内燃机的上限扭矩进行限制。
控制器50在对内燃机1的控制中无法进行将高于该上限扭矩的扭矩输出的控制。即，即使产生将高于上限扭矩的扭矩输出的请求，控制器50也例如通过对喷射的燃料量进行限制等而不响应该请求。因此，通过这样设定上限扭矩，控制器50能够使内燃机1仅在难以产生预点火的区域运转，从而能够抑制异常燃烧的产生。
下面，对该上限扭矩的设定进行更详细的说明。
图5是燃料的多级喷射的喷射时机的说明图。图5中示出了从吸入行程的上止点起直至压缩行程的上止点为止的燃料的喷射时机。此外，在膨胀行程以及排气行程中不进行燃料的喷射，因此将记载省略。
另外，图5中示出了附着特性AT和活塞润湿特性PN。附着特性AT的值越高，表示燃料越容易附着于气缸13的壁面。另外，活塞润湿特性PN的值越高，表示燃料越容易附着于活塞。
在本实施方式的内燃机1中，如图5所示，在1个行程中分为第1喷射IT1、第2喷射IT2以及第3喷射IT3这3次而喷射燃料。燃料的喷射时机为吸入行程中的第1喷射IT1和第2喷射IT2这2次、以及压缩行程中的第3喷射IT3这1次。
将燃料喷射分为多个级数的理由在于，分为多个级时燃料到达气缸13的壁面的量较少。燃料向气缸13的壁面的到达量与燃料到达气缸13的壁面时的力相关。燃料到达气缸13的壁面时的力越高，燃料向气缸13的壁面的到达量也越多。此外，有时还将燃料到达气缸13的壁面时的力称为燃料的穿透力。
通过将燃料喷射设为多级喷射而使得1次的燃料喷射量变少，因此燃料难以到达气缸13的壁面。与此相对，如果要通过1级的燃料喷射而进行与上述3级相应的燃料喷射，则每1次的喷射燃料量变多，并且该燃料以一个块的方式飞出。难以使以一个块的方式飞出的燃料实现雾化，因此燃料容易到达气缸13的壁面。
另外，设为图5所示的喷射时机的理由如下。首先，在附着特性AT和活塞润湿特性PN的值均较低时，存在要喷射燃料的请求。这是因为，在附着特性AT较高时，燃料容易蓄积于气缸13的壁面，在活塞润湿特性PN较高时，燃料容易附着于活塞20。
如果燃料蓄积于气缸13的壁面，则如前所述，混合物容易飞溅。另外，如果燃料附着于活塞20，则在燃烧时产生煤烟。因此，优选在附着特性AT的值和活塞润湿特性PN的值较低时进行燃料喷射。
因此，通过对附着特性AT和活塞润湿特性PN的权衡，将第1喷射IT1的喷射时机限制为比NG1所示的时机滞后。另外，优选第2喷射IT2的喷射时机为尽量接近第1喷射IT1的定时。因而，第2喷射IT2的喷射时机受到喷射器的性能的影响，但变为第1喷射IT1的刚刚喷射之后。
第3喷射IT3的喷射时机必须避免爆震窗口KW。另外，这里也通过对附着特性AT和活塞润湿特性PN的权衡而将第3喷射IT3的喷射时机限制为比NG2所示的时机提前。通过上述这样的限制，在本实施方式中，在以3级的喷射级数进行燃料喷射时，在如图5所示的喷射时机喷射燃料。
但是，本实施方式的内燃机1根据条件而减少喷射级数。在喷射级数减少的情况下，预先决定不实施的喷射的顺序。在本实施方式的内燃机1中，首先不进行第3喷射IT3。接着，不进行第2喷射IT2。
这样，如果喷射级数减少，则如前所述，每当燃料喷射的级数减少时，喷射的燃料均容易到达气缸13的壁面。
本实施方式中的控制器50根据规定的条件而减少喷射级数。例如，在空气流量计出现故障的情况下，吸入空气量的测定变得不准确，因此减少喷射级数。另外，在喷射器出现故障的情况下，如果进行多级喷射则会对喷射器进一步施加负担，因此减少喷射级数。
在燃料泵出现故障的情况下，无法将燃料压力维持为规定范围的压力，因此喷射脉冲幅度变长。因此，无法进行多级喷射本身，因此减少喷射级数。另外，在曲轴转角传感器出现故障的情况下，有可能弄错喷射时机，因此减少喷射级数。
在电池电压降低的情况下，无法在喷射器的驱动电路中在短时间内进行多次升压，因此减少喷射级数。另外，在控制器50发热的情况下，如果进行多级喷射，则在短时间内多次对喷射器进行驱动而会使得控制器50进一步发热，因此减少喷射级数。
根据如上的各种各样的条件而使喷射级数变化、且使本实施方式的内燃机1进行动作。于是，如前所述，到达并蓄积于气缸13的壁面的燃料量也与此相应地变化。
燃料向壁面的到达量越多而使得蓄积于活塞环附近的混合物的蓄积量越多，则因活塞的移动而飞溅的混合物量越多。因而，控制器50推定为，由喷射器11喷射的燃料向气缸13的壁面的到达量越多，则飞溅的混合物量越多，将内燃机1的上限扭矩限制为较低。由此，如图4中的箭头A1所示，能够根据燃料向壁面的到达量而使上限扭矩UT变化，因此能够抑制预点火的产生。
图6是对第1实施方式中的上限扭矩设定处理进行说明的流程图。图7是第1实施方式中的喷射级数和上限扭矩的关系的说明图。图7所示的喷射级数和上限扭矩的关系预先存储于控制器50的存储区域。下面，参照这些附图对第1实施方式中的上限扭矩设定处理进行说明。此外，在第1实施方式中，每隔规定时间而反复执行下面的步骤S102至步骤S108的处理。
如果开始上限扭矩设定处理，则控制器50获取当前的喷射级数(S102)。这里，获取当前的喷射级数是因为，如前所述根据规定的条件而使得喷射级数实时地变化。
然后，控制器50判定当前的喷射级数是否为基础的喷射级数(S104)。这里，基础的喷射级数是指在内燃机1中以最多的级来进行燃料喷射时的喷射级数。在本实施方式中，基础的喷射级数为3级。
而且，在步骤S104中，在当前的喷射级数为基础的喷射级数的情况下(当前的喷射级数为3级的情况下)，控制器50使上限扭矩恢复为最高的上限扭矩(图7)(S106)，使处理向步骤S102返回。此时，喷射级数较多，因此燃料向壁面的到达量较少。因而，控制器50以不降低上限扭矩的方式进行内燃机1的控制。
如果将内燃机1的1个行程内喷射的燃料量设为相同，则喷射级数越多，每1级的燃料喷射量越减少。因此，燃料在到达气缸13的壁面之前实现雾化。因而，能够推定为在气缸13的壁面蓄积的燃料较少。蓄积于气缸13的壁面的燃料越少，越难以由活塞环21使含有燃料和机油的混合物飞溅。因而，即使未将上限扭矩限制为较低，也难以产生预点火。
另一方面，在步骤S104中，在当前的喷射级数并非基础的喷射级数的情况下，控制器50将上限扭矩变更为较低(S108)。此时，控制器50使得上限扭矩向喷射级数小于3级时的上限扭矩(图7)变更。此时，喷射级数较少，因此燃料向壁面的到达量较多。因而，控制器50将上限扭矩限制为较低。
如果将内燃机1的1行程内喷射的喷射量设为相同，则喷射级数越少，每1级的燃料喷射量越增加。因此，如果在每1级喷射的燃料量也较多，则燃料难以雾化。因而，能够推定为蓄积于气缸13的壁面的燃料较多。如果蓄积于气缸13的壁面的燃料较多，则容易利用活塞环21而使含有燃料和机油的混合物飞溅。因而，将上限扭矩限制为较低，在远离容易产生预点火的区域的区域中使内燃机1运转，抑制预点火的产生。
这样，在第1实施方式中，在当前的喷射级数比基础的喷射级数少时，如图7所示将上限扭矩限制为比基础的喷射级数时低。由此，将内燃机1的输出限制为不会进入容易产生预点火的区域。因而，能够抑制内燃机1的缸内的异常燃烧的产生。
图8是对第1实施方式的变形例中的上限扭矩设定处理的变形例进行说明的流程图。图9是第1实施方式的变形例中的喷射级数和上限扭矩的关系的说明图。此外，在第1实施方式的变形例中，也每隔规定时间而反复执行下面的步骤S202至步骤S204的处理。
在前述的实施方式中，基于当前的喷射级数是否为基础的喷射级数而进行上限扭矩的变更，但在变形例中根据当前的喷射级数而阶段性地进行上限扭矩的变更。
如果开始上限扭矩设定处理，则控制器50获取当前的喷射级数(S202)。而且，控制器50基于当前的喷射级数而对上限扭矩进行变更(S204)。
对于上限扭矩的变更，参照图9所示的喷射级数和上限扭矩的关系的对应图。如图9所示，在变形例中，随着喷射级数减少而将上限扭矩设定为较低。此外，图9所示的喷射级数和上限扭矩的关系预先存储于控制器50的存储区域。
参照图9的对应图，在喷射级数较多的情况下，燃料向壁面的到达量较少，因此控制器50能够以不降低上限扭矩的方式进行内燃机1的输出控制。另外，在喷射级数较少的情况下，燃料向壁面的到达量较多，因此控制器50能够降低上限扭矩而进行内燃机1的输出控制。
这样，控制器50能够推定为，向气缸13内喷射的燃料的喷射级数越少，则燃料向壁面的到达量越多，因此能够基于喷射级数而对上限扭矩进行设定，能够抑制预点火的产生。
(第2实施方式)
图10是对第2实施方式中的上限扭矩设定处理进行说明的流程图。图11是第2实施方式的蓄积特性的一个例子的说明图。图12是根据蓄积特性而确定的上限扭矩的说明图。在第2实施方式中，也每隔规定时间而反复执行下面的步骤S302至步骤S306的处理。
在第2实施方式中，基于喷射条件而求出蓄积特性，根据求出的蓄积特性而设定上限扭矩。燃料到达气缸13的壁面的容易度至少与喷射级数、喷射时机以及燃料压力相关。因此，在第2实施方式中，以喷射级数、喷射时机、以及燃料压力为喷射条件，根据基于该喷射条件而求出的蓄积特性对燃料蓄积量进行推定并使上限扭矩变化。蓄积特性表示喷射的燃料在气缸13的壁面处的蓄积的容易度，因此可以认为与推定出的燃料蓄积量等效。气缸13的壁面处的蓄积的容易度表示燃料到达气缸13的壁面的容易度，因此还可以认为蓄积特性与燃料向气缸13的壁面的到达量等效。
如果开始上限扭矩设定处理，则控制器50获取当前的喷射条件(S302)。在本实施方式中，如前所述，喷射条件为喷射级数、喷射时机、以及燃料压力。
然后，控制器50根据获取到的当前的喷射条件而求出蓄积特性(S304)。在对蓄积特性进行求解时，控制器50参照图11所示的对应图。图11是表示喷射级数为1级时的蓄积特性的对应图。这种对应图预先存储于控制器50的存储区域。此外，这里，作为图11而仅举例示出了表示喷射级数为1级时的蓄积特性的对应图，但除此之外，喷射级数为2级时的对应图以及喷射级数为3级时的对应图也预先存储于控制器50的存储区域。
图11的对应图中示出的等高线表示蓄积特性。而且，这些等高线表示随着朝向图11中示出的箭头A2的方向而容易蓄积燃料。例如，燃料压力越低，则燃料越难以在燃烧室内雾化，因此燃料容易到达气缸13的壁面。因此，燃料压力较低时的蓄积特性较高。另外，在喷射级数为1级时，在其喷射时机为下止点时，气缸13的壁面相对于喷射器11露出的程度最大。因此，燃料的喷射时机越接近活塞20的下止点，则蓄积特性越高。
如果参照对应图而获取蓄积特性，则控制器50根据蓄积特性而对上限扭矩进行变更(S306)。对于上限扭矩的变更，参照图12所示的对应图。图12所示的对应图预先存储于控制器50的存储区域。
图12所示的对应图表示相对于蓄积特性的上限扭矩。而且，对于该对应图，蓄积特性越低，则将上限扭矩设定为越高。这表示燃料越未附着于气缸13的壁面，则越难以产生基于上述机制的预点火。换言之，蓄积特性越高，则将上限扭矩设定为越低。这表示燃料越附着于气缸13的壁面，则越容易产生基于上述机制的预点火。
由此，如果对上限扭矩进行变更，则将内燃机1控制为处于不超过该上限扭矩的范围内。
这样，控制器50推定为向气缸13内喷射的燃料的燃料压力越低，则燃料向壁面的到达量越多，将内燃机1的上限扭矩限制为较低，因此能够抑制预点火的产生。另外，控制器50推定为向气缸13内喷射的燃料的喷射时机越接近活塞20的下止点，则燃料向壁面的到达量越多，将内燃机1的上限扭矩限制为较低，因此能够抑制预点火的产生。
另外，在本实施方式中，基于喷射级数、喷射时机以及燃料压力这3个要素而求出蓄积特性，因此能够更准确地求出蓄积特性。而且，基于更准确地求出的蓄积特性而对上限扭矩进行变更，因此能够更准确地进行上限扭矩的限制。而且，能够以不过度限制上限扭矩的方式对内燃机1进行控制。
此外，这里，根据喷射级数、喷射时机以及燃料压力而对燃料蓄积量进行了累计，但也可以根据喷射级数、喷射时机以及燃料压力中的任1个或者2个而对蓄积特性进行求解。
图13是根据蓄积特性而确定的上限扭矩的变形例的说明图。在前述的第2实施方式中，蓄积特性与上限扭矩之间的关系为线性关系。然而，如图13所示，也可以将蓄积特性与上限扭矩之间的关系设为非线性关系。此外，将蓄积特性和上限扭矩的关系设为非线性关系的方式并不限定于图13所示的方式。
在第2实施方式中，基于喷射条件而暂时求出蓄积特性，并基于该蓄积特性而求出上限扭矩。这样，经由蓄积特性而对上限扭矩进行求解是因为，例如有时要根据某个条件而切换使用如图12所示的蓄积特性和上限扭矩的关系、以及如图13所示的蓄积特性和上限扭矩的关系。即使是这样的例子，也能够经由蓄积特性而求出上限扭矩，因此能够容易地与切换相应地求出上限扭矩。
(第3实施方式)
图14是对第3实施方式中的上限扭矩设定处理进行说明的流程图。图15是表示第3实施方式中的消耗特性的对应图。图16是第3实施方式中的燃料蓄积量和上限扭矩的关系的说明图。此外，在第3实施方式中，也每隔规定时间而反复执行下面的步骤S402至步骤S412的处理。
在此前说明的第1实施方式中，根据当前的喷射级数而对上限扭矩进行设定。另外，在第2实施方式中，根据当前的喷射条件而对上限扭矩进行设定。与此相对，在第3实施方式中，获取喷射条件中的蓄积特性、以及运转条件中的消耗特性，基于这些特性持续对燃料蓄积量进行累计以及减法运算而推定当前的燃料蓄积量。而且，基于更准确地推定出的燃料蓄积量而对上限扭矩进行变更。
如果开始上限扭矩设定处理，则控制器50获取当前的喷射条件和运转条件(S402)。在第3实施方式中，喷射条件也为喷射级数、喷射时机、以及燃料压力。另外，运转条件为内燃机1的扭矩和转速。
然后，控制器50基于获取到的喷射条件和运转条件而获取蓄积特性和消耗特性(S404)。蓄积特性为使燃料蓄积量增加的要素。另一方面，燃料消耗量为使累计的燃料蓄积量减少的要素。
能够通过与前述的第2实施方式的方法相同的方法获取蓄积特性。具体而言，控制器50将喷射条件应用于图11所示的蓄积特性的对应图而求出蓄积特性。
另一方面，在对消耗特性进行求解时，参照如图15所示的对应图。图15中示出了与转速和扭矩相对应的消耗特性。而且，在扭矩曲线的内侧示出了消耗特性的等高线。而且，随着朝向箭头A3而提高消耗特性。如图15所示的对应图预先存储于控制器50的存储区域。
然后，控制器50基于所获得的蓄积特性和消耗特性而求出燃料蓄积量(S406)。对上一次求出的燃料蓄积量加上蓄积特性、并进一步减去消耗特性而求出燃料蓄积量。如果将时间要素表示为t，则该关系变为如下所述的式。
燃料蓄积量(t)＝燃料蓄积量(t－1)+蓄积特性(t)－消耗特性(t)
然后，控制器50基于求出的燃料蓄积量而对上限扭矩进行变更(S408)。通过参照图16所示的对应图而进行上限扭矩的变更。图16中示出了与燃料蓄积量相对应的上限扭矩。而且，在图16中，燃料蓄积量和上限扭矩的关系为，如果燃料蓄积量升高，则上限扭矩降低。如图16所示的对应图预先存储于控制器50的存储区域。
然后，控制器50判定是否满足重置条件(S410)。这里，重置条件是指例如在拔出点火钥匙之后是否经过了规定时间。
而且，在满足重置条件的情况下，控制器50对燃料蓄积量进行重置(S412)。燃料蓄积量的重置是指例如将燃料蓄积量设为“0”。但是，燃料蓄积量的重置并不限定于此，例如可以在经过了规定时间之后进一步根据经过的时间而使重置的值变化。
这样在满足重置条件的情况下对燃料蓄积量进行重置是因为，如果在拔出了点火钥匙之后经过了规定时间，则蓄积的燃料会气化而消失。
在步骤S410中不满足重置条件的情况下、或者在执行了步骤S412之后，控制器50执行步骤S402。而且，反复执行上述步骤S402至步骤S412的处理。
由此，如果对上限扭矩进行变更，则将内燃机1控制为处于不超过该上限扭矩的输出的范围内。
图17是第3实施方式的相对于经过时间的转速、扭矩以及燃料蓄积量的说明图。这些图表示在内燃机输出如图15中的箭头A4所示变化的情况下，转速、扭矩以及燃料蓄积量随着时间的经过而如何转换。在图17中示出了时间幅度T1、T2、T3，这些时间幅度分别与图15中示出的T1、T2、T3相对应。
参照图15中的箭头A4，最初，转速随着时间的经过而逐渐升高，且扭矩也随着时间的经过而逐渐升高(图15以及图17的T1)。于是，箭头A4逐渐进入难以消耗燃料的区域。
然后，如果转速增大，则扭矩达到上限扭矩(图15以及图17的T2)。因此，转速升高，但扭矩无法超过升高后的扭矩。此时，箭头A4进入难以消耗燃料的消耗特性的区域，因此燃料蓄积量也增加(图15以及图17的T2)。
如果转速进一步增大，则箭头A4进入容易消耗燃料的消耗特性的区域(图15以及图17的T3)。因此，燃料蓄积量也逐渐减少。
这样，在第3实施方式中，控制器50始终通过对燃料蓄积量加上蓄积特性并减去消耗特性而推定当前的燃料蓄积量。由此，能够更准确地推定燃料蓄积量。因而，能够基于更准确的燃料蓄积量求出上限扭矩，进行上限扭矩的限制。
此时，内燃机1的转速越高，控制器50越减少燃料蓄积量。由此，能够根据内燃机1的转速使燃料蓄积量减少而使得燃料蓄积量始终变化。
另外，控制器50在自内燃机1停止起经过了规定时间之后将燃料蓄积量重置为规定值。由此，能够使得在内燃机停止时气化而减少的实际的燃料蓄积量、和推定出的燃料蓄积量一致。
此外，这里，根据燃料压力、喷射级数以及喷射时机这3个喷射条件而对燃料蓄积量进行累计，但也可以根据燃料压力、喷射级数以及喷射时机中的任1个或者2个而对燃料喷射量进行累计。
(第4实施方式)
图18是第4实施方式的内燃机的说明图。图19是对第4实施方式中的上限扭矩设定处理进行说明的流程图。图20是第4实施方式中的光焰强度和上限扭矩的关系的说明图。在第4实施方式中，根据燃烧室内检测出的光焰强度而对上限扭矩进行限制。此外，在第4实施方式中，也每隔规定时间而反复执行下面的步骤S502至步骤S504的处理。
在实施第4实施方式，如图18所示，在内燃机1设置有离子传感器90。离子传感器90与控制器50电连接。离子传感器90能够如图18所示设置于气缸盖。此外，离子传感器90可以采用与火花塞一体型的结构。
如果开始上限扭矩设定处理，则控制器50获取从离子传感器90传送的光焰强度(S502)。假设已经在缸内的活塞环附近产生燃料的蓄积的情况下，也必然会产生混合物的飞溅。而且，产生以混合物为着火源的预点火的可能性提高。因此，离子传感器90对因混合物的飞溅而引起的光焰强度进行检测。而且，控制器50获取由离子传感器90检测出的光焰强度。
控制器50根据由离子传感器90检测出的光焰强度而对上限扭矩进行限制(S504)。此时，参照图20所示的对应图。图20所示的对应图存储于控制器50的存储区域。
根据图20所示的对应图，光焰强度越弱，将上限扭矩限制为越低。推定为光焰强度越强则混合物的飞溅量越多，因此能够判断为产生预点火的可能性较高。因而，为了抑制预点火的产生而对上限扭矩进行限制。
这样，第4实施方式的内燃机1具有对缸内的光焰进行检测的离子传感器90，控制器50基于来自离子传感器的输出而对飞溅的混合物量进行推定，飞溅的混合物量越多，则将内燃机1的上限扭矩限制为越低，因此能够抑制内燃机1的缸内的异常燃烧的产生。
此外，在上述实施方式中，对燃料比较容易附着于气缸13的壁面的方式进行了说明，但并不限定于这样以喷射器11的喷射孔朝向气缸13的壁面的方式安装于内燃机1的方式。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式不过表示本发明的应用例的一部分而已，其主旨并非将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。
分别作为单独的实施方式而对上述各实施方式进行了说明，但也可以适当地对上述各实施方式进行组合。

Claims (7)

1.一种内燃机的控制装置，其中，
所述内燃机的控制装置具有：
推定单元，其对缸内与活塞的移动相应地飞溅的燃料和机油的混合物量进行推定；以及
限制单元，其根据推定出的所述混合物量而对内燃机的上限扭矩进行限制。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
推定出的所述混合物量越多，则所述限制单元将所述内燃机的上限扭矩限制为越低。
3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其中，
由燃料喷射单元喷射的燃料向所述缸内的壁面的到达量越多，则所述推定单元推定为飞溅的所述混合物量越多。
4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其中，
向所述缸内喷射的燃料的喷射级数越少，则所述推定单元推定为所述到达量越多。
5.根据权利要求3或4所述的内燃机的控制装置，其中，
向所述缸内喷射的燃料的燃料压力越低，则所述推定单元推定为所述到达量越多。
6.根据权利要求3或4所述的内燃机的控制装置，其中，
向所述缸内喷射的燃料的喷射时机越接近所述活塞的下止点，则所述推定单元推定为所述到达量越多。
7.一种内燃机的控制方法，其中，
所述内燃机的控制方法包含如下步骤：
对缸内与活塞的移动相应地飞溅的燃料和机油的混合物量进行推定；以及
根据推定出的所述混合物量而对内燃机的上限扭矩进行限制。
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