CN113015848B

CN113015848B - 控制装置

Info

Publication number: CN113015848B
Application number: CN201980074765.0A
Authority: CN
Inventors: 押领司一浩; 赤城好彦; 岩城秀文
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2022-04-29
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: US11371480B2; US20220010762A1; CN113015848A; JP7150620B2; JP2020112055A; DE112019005236T5; WO2020145105A1

Abstract

存在因气缸内的混合气体的流动变化而无法通过火花放电进行可靠的点火的情况。因此，点火控制部(24)包括：次级电压计算部(31)，其计算在点火线圈的次级侧产生的次级电压的平均值；不规则流动比率计算部(32)，其计算次级电压的平均值成为设定平均值以下的周期相对于规定期间的内燃机的周期的比率，作为表示气缸内的混合气体的流动不规则的情况的不规则流动比率；和点火操作量修正部(37)，其修正点火操作量，使得不规则流动比率成为作为不规则流动比率的到达目标的设定比率值以下。

Description

控制装置

技术领域

本发明涉及控制内燃机的控制装置。

背景技术

为了提高汽车的油耗性能有各种方法，降低内燃机的燃料消耗量很重要。对于降低燃料消耗量来说，降低内燃机的运转中产生的泵损失、冷却损失、排气损失之类的各种损失是有效的。例如，作为减少泵损失、冷却损失的方法，已知有进行使燃料与空气的比率与当量混合比(理论混合比)相比变得稀薄地使其燃烧的稀薄燃烧、灵活运用使燃烧气体的一部分返回吸气侧而将燃料与空气的混合气体稀释的EGR(Exhaust Gas Recirculation，废气再循环)气体的燃烧方式。在下文的说明中，将稀薄燃烧、灵活运用了EGR气体的燃烧方式合起来记载为“稀薄燃烧”。此外，将流入内燃机的气缸的吸入气体称为“气体”，将在气缸内与燃料混合的气体称为“混合气体”。

当使用稀薄燃烧时，与不使用稀薄燃烧的情况相比能够提高吸气管压力。因此，通过降低内燃机的负荷低的条件下的泵损失或使热容量增加而使混合气体的燃烧温度下降，能够实现冷却损失的下降。此外，在内燃机的负荷较高的条件下，能够通过导入EGR气体来抑制发展至自点火反应的反应的进展，因此能够抑制异常燃烧的发生。由此，能够将点火时期以接近最佳时期的方式提前，能够减小排气损失。

为了降低燃料消耗量，需要根据运转条件来设定适当的混合气体的稀释度(以下说明的气体燃料比)。例如，混合气体的稀释度多采用由空气、EGR气体构成的混合气体的质量和与燃料的质量的比(气体燃料比G/F)、空气与燃料的质量比(空燃比A/F)、吸气气体中的EGR气体的比例(EGR率)来评价。

为了在稀释度较大的条件(稀薄的混合气体的状态)下避免失火并实现燃烧，燃料的相对浓度较小，因此，需要增加在火花点火时从火花塞向气缸内的混合气体供给的供给能量。此外，为了在稀释度较大的条件下实现稳定的燃烧，需要与现有技术相比增加内燃机的气缸内的混合气体的紊流强度、流速。

但是，若气缸内的紊流强度、流速变大，可能发生因火花塞处的放电的吹灭等现象而造成失火。在该情况下，也需要使得火花点火时从火花塞向气缸内混合气体供给的供给能量增加。此外，当在放电期间火花塞周围的混合气体的流动方向变化，混合气流变得不规则时，对于混合气体的供给能量的传递效率下降。因此，在放电期间的混合气流变得不规则的概率较高的点火延迟条件下，也需要将供给能量设定得较大。

因而，供给能量需要考虑在放电期间气缸内的流动方向是不变的(规则的)还是变化的(不规则的)来设定。作为根据气缸内的流动状态而增加从火花塞向气缸内的混合气体供给的供给能量的技术，例如已知有专利文献1公开的内燃机用点火装置。

在该专利文献1中，记载了“通过基于筒内流速来计算次级电流的指令值，能够以不发生火花放电的吹灭的方式控制次级电流。”

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-217190号公报

发明内容

发明所要解决的课题

根据专利文献1公开的技术，能够设定与气缸内的流速成比例的电流值作为在次级侧线圈产生的电流值。因此，认为在气缸内的流速较大的条件下，能够实现防止火花放电的吹灭和可靠的点火。

但是，专利文献1公开的技术并没有考虑根据有无气缸内的气流方向的变化而决定火花塞向混合气体供给的能量的要求值的方法。在仅将气缸内的流速较大作为用于进行防止吹灭的控制的条件时，在进行稀薄燃烧或者利用滚流控制阀而加快流入气缸内的气体的流速的情况下，火花塞对混合气体供给过多能量，导致火花塞的劣化加速。于是，期望设计能够应对需要考虑在放电期间气缸内的气流方向没有变化的(规则的)还是变化的(不规则的)而设定能量的课题的控制方法。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于考虑气缸内的混合气体的气流方向的变化而改变对混合气体进行点火的点火操作量。

用于解决课题的技术方案

本发明的控制装置包括点火控制部，点火控制部按照规定的点火操作量对设置于内燃机的点火线圈的初级侧供给初级电压，使设置于内燃机的火花塞放电，而控制被吸入内燃机的气缸内的气体和燃料混合而得到的混合气体的点火，控制装置利用点火控制部控制内燃机。该点火控制部包括：次级电压计算部，其计算在点火线圈的次级侧产生的次级电压的平均值；不规则流动比率计算部，其计算所述次级电压的平均值成为设定平均值以下的周期(cycle，循环)相对于规定期间中的内燃机的周期的比率，作为表示气缸内的混合气体的流动不规则的情况的不规则流动比率；和点火操作量修正部，其修正点火操作量，使得不规则流动比率成为作为不规则流动比率的到达目标的设定比率值以下。

此外，本发明的控制装置包括点火控制部，点火控制部依照规定的点火操作量向设置于内燃机的点火线圈的初级侧供给初级电压，使设置于内燃机的火花塞放电，而控制被吸入内燃机的气缸内的气体和燃料混合而得到的混合气体的点火，控制装置利用点火控制部控制内燃机。该点火控制部包括：不规则流动比率推测部，其基于内燃机的运转状态，推测表示气缸内的混合气体的流动不规则的情况的不规则流动比率的推测值；和点火操作量修正部，其修正点火操作量，使得不规则流动比率的推测值成为作为不规则流动比率的到达目标的设定比率值以下。

发明效果

根据本发明，能够基于表示吸入内燃机的气缸内的气体的流动不规则的情况的不规则流动比率，考虑放电期间的火花塞周边的混合气体的流动方向的变化地对点火操作量进行修正。

上述以外的课题、结构和效果通过以下的实施方式的说明将更为明确。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的内燃机系统的结构例的概略结构图。

图2是表示本发明的第1实施方式的ECU的结构例的控制框图。

图3是表示本发明的第1实施方式的作为内燃机的控制装置的ECU内的点火控制部的内部结构例的框图。

图4是表示本发明的第1实施方式的由点火控制部内的各控制块执行的处理的例子的流程图。

图5是本发明的第1实施方式的按每个周期表示气缸内的规则流动和不规则流动的例子的说明图。

图6是表示本发明的第1实施方式的内燃机的转速与转矩的关系的说明图。

图7是表示本发明的第1实施方式的吸气阀关闭时期与不规则流动比率倍率的关系的说明图。

图8是表示本发明的第1实施方式的滚流控制阀开度与不规则流动比率倍率的关系的说明图。

图9是表示本发明的第1实施方式的在内燃机的相同转矩、相同转速的条件下变更火花塞的点火时期时，根据燃烧稳定性决定的需求能量与点火时期的关系的说明图。

图10是表示在本发明的第1实施方式的火花塞的周边发生的放电路径的变动和次级电压的变化的状态的说明图。

图11是表示本发明的第1实施方式的火花塞的点火时期和不规则流动的发生比例(不规则流动比率)的说明图。

图12是表示本发明的第1实施方式的根据内燃机的转速和转矩而变化的设定供给能量的例子的说明图。

图13是表示本发明的第1实施方式的点火控制部计算出的值与点火操作量的关系的时序图。

图14是表示本发明的第2实施方式的作为内燃机的控制装置的ECU所具有的点火控制部的内部结构例的框图。

图15是表示本发明的第2实施方式的由点火控制部内的各控制块执行的处理的例子的流程图。

图16是表示本发明的第2实施方式的曲柄角度与不规则流动比率的关系的曲线图。

图17是表示本发明的第2实施方式的点火控制部计算出的值与点火操作量的关系的时序图。

图18是表示作为本发明的第3实施方式的内燃机的控制装置的ECU所具有的点火控制部的内部结构例的框图。

图19是表示本发明的第3实施方式的湿度对应供给能量修正部所进行的处理的例子的流程图。

图20是表示本发明的第3实施方式的相对于湿度、稀释度的供给能量修正量倍率的关系的曲线图。

图21是表示本发明的第3实施方式的湿度对应点火操作修正部所进行的处理的例子的流程图。

图22是表示本发明的第3实施方式的相对于湿度、稀释度的点火提前量修正倍率的关系的曲线图。

图23是表示本发明的第3实施方式的点火控制部计算出的值与点火操作量的关系的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。在本说明书和附图中，对于具有实质上相同的功能或结构的构成要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。

[第1实施方式]

首先，参照图1和图2对汽车中使用的包括火花点火式的内燃机的控制装置的内燃机系统的结构例进行说明。

图1是表示内燃机系统的结构例的概略结构图。该内燃机系统包括对气缸内直接喷射汽油燃料的气缸内燃料喷射装置(喷射器13)。

内燃机ENG是实施利用点火线圈16使火花塞17发生火花放电而对混合气体点火的火花点火燃烧的汽车用的气缸内喷射式内燃机的一例。内燃机ENG所具有的气流传感器1、湿度传感器3a、3b、压缩器4a、中冷器7和电控节气门2设置于吸气管的各适当位置。

气流传感器1测量吸入空气量和吸气温度。

湿度检测部(湿度传感器3a、3b)检测导入气缸内的气体的湿度。因此，湿度传感器3a、3b能够检测吸气湿度、即空气与EGR气体的混合气体中的水分量。

湿度传感器3a设置于气流传感器1的附近，能够检测吸入空气的湿度。此外，湿度传感器3b设置于缓冲罐6，能够检测积存在缓冲罐6中的空气的湿度。

压缩器4a作为将吸入气体向气缸内增压供给的增压器的一部分而设置。

中冷器7对吸入气体进行冷却。

电控节气门2调整吸气管压力。

此外，内燃机ENG中，每个气缸包括向各气缸的气缸体14中喷射燃料的喷射器13和向气缸内的气体进行供给能量的供给的点火装置(以下，分成点火线圈16、火花塞17来记载)。

本实施方式的控制装置包括点火控制部(点火控制部24)来控制内燃机(内燃机ENG)，所述点火控制部根据规定的点火操作量对设置于内燃机(内燃机ENG)的点火线圈(点火线圈16)的初级侧供给初级电压，使设置于内燃机(内燃机ENG)的火花塞(火花塞17)放电，从而控制被吸入内燃机(内燃机ENG)的气缸内的气体和燃料混合而成的混合气体的点火。点火控制部24的结构示于后文所述的图2和图3。另外，内燃机的控制装置对应于控制内燃机ENG的电控单元(ECU：Electronic Control Unit)20。

此外，虽未图示，内燃机ENG包括测量点火线圈16的初级侧的电压的电压传感器和测量次级侧的电流的电流传感器。此外，气缸盖包括调整流入气缸内的混合气体或从气缸内排出的排出气体的可变阀5。可变阀(可变阀5)变更设置于内燃机(内燃机ENG)的吸气阀(吸气阀25)动作的时间。通过调整可变阀5，能够调整全部气缸的吸气量和内部EGR气体量。

进一步，吸气管包括由ECU20控制开度的滚流控制阀8，作为用于控制流入内燃机ENG的气缸内的气体的流速的阀。滚流控制阀8在图中所示的状态st1时呈全闭状态，在状态st2时呈全开状态。滚流控制阀8的开度(称为“滚流控制阀开度”)由ECU20调节。当滚流控制阀8呈全闭状态时，积存在缓冲罐6中的空气从吸气管流入气缸内的吸入气体的流速加快。当滚流控制阀8呈全开状态时，从吸气管流入气缸内的吸入气体的流速减慢。滚流控制阀(滚流控制阀8)改变流入气缸内的气体的流速。被滚流控制阀8改变了流速的气体流入气缸内，由此，气缸内的混合气体易于规则流动。ECU20通过调节滚流控制阀8的开度来控制流入气缸内的气体的流速。

此外，虽未图示，用于向喷射器13供给高压燃料的高压燃料泵由燃料配管与喷射器13连接。此外，燃料配管中设置有用于测量燃料喷射压力的燃料压力传感器。此外，在曲轴安装有用于检测内燃机ENG的活塞位置的曲柄角度传感器19。燃料压力传感器和曲柄角度传感器19的输出信息被发送至ECU20。

进而，内燃机ENG所具有的涡轮4b、电控废气门阀11、三元催化剂10和空燃比传感器9设置在排气管15的各适当位置。

涡轮4b利用排气能量对增压器的压缩器4a赋予旋转力。

电控废气门阀11调整流经涡轮4b的排气流量。

三元催化剂10净化排气。

空燃比传感器9为空燃比检测器的一个方式，在三元催化剂10的上游侧检测排出气体的空燃比。

此外，内燃机ENG包括使排出气体从排气管的三元催化剂10的下游向吸气管的压缩器4a的上游还流的EGR管100。此外，在EGR管100的各适当位置安装有用于冷却EGR气体的EGR冷却器102、用于控制EGR气体流量的EGR阀(EGR机构)101。

此外，在内燃机ENG设置有测量在内燃机ENG内循环的冷却水的温度的温度传感器18。

从上述气流传感器1、湿度传感器3a、3b、温度传感器18和空燃比传感器9得到的输出信息被发送至ECU20。此外，从加速器开度传感器12得到的输出信息被发送至ECU20。加速器开度传感器12检测加速器踏板的踩踏量，即加速器开度。

ECU20基于加速器开度传感器12的输出信息，运算需求转矩。即，加速器开度传感器12作为检测对内燃机ENG要求的需求转矩的需求转矩检测传感器来使用。此外，ECU20基于曲柄角度传感器19的输出信息，运算内燃机ENG的旋转速度。ECU20基于根据上述各种传感器的输出信息而得到的内燃机ENG的运转状态，最佳地运算空气流量、燃料喷射量、点火时期、燃料压力、EGR气体流量等内燃机ENG的主要的工作量。

由ECU20运算出的燃料喷射量被转换为开阀脉冲信号，发送至喷射器13。此外，点火信号被发送至点火线圈16，从而在由ECU20运算出的点火时期点火。此外，由ECU20运算出的节气门开度作为节气门驱动信号被发送至电控节气门2。

喷射器13对从吸气管经由吸气阀25流入气缸内的空气喷射燃料，从而形成混合气体。混合气体在规定的点火时期因从火花塞17产生的火花而爆发，利用其燃烧压将活塞按下而成为内燃机ENG的驱动力。进一步，爆炸后的排出气体经由排气管15被送入三元催化剂10，排气成分在三元催化剂10内被净化而向外部排出。

以下，对这样的内燃机系统中的详细的内部结构例和动作例进行说明。

图2是表示ECU20的内部结构例的控制框图。

ECU20包括输入电路21、输入输出端口22、CPU23a、ROM23b、RAM23c和点火控制部24。

点火线圈16的电压传感器检测到的初级电压、点火线圈16的电流传感器检测到的次级电流、来自加速器开度传感器12的加速器踩踏信息(加速器开度)、内燃机ENG的转速、来自湿度传感器3a、3b的湿度信息、来自气流传感器1的空气量信息、来自曲柄角度传感器19的角度信息(曲柄角度)等输入信号被输入到ECU20的输入电路21。但是，输入信号不限于这些，因此酌情追加说明。

输入到输入电路21的各传感器的输入信号被发送至输入输出端口22内的输入端口。发送至输入输出端口22的输入信息由RAM23c暂时保管，并由CPU23a依照规定的控制程序进行运算处理。记述了运算处理的内容的控制程序被预先写入ROM23b，由CPU23a适当读取并执行。

根据控制程序运算出的、表示针对控制内燃机ENG的喷射器13、点火线圈16的工作量的输出信息由RAM23c暂时保管。然后，输出信息被发送至输入输出端口22内的输出端口，经由各个驱动电路，喷射器13、点火线圈16等动作。另外，在内燃机ENG还使用了它们以外的致动器，但此处省略说明。

在本实施方式中，作为点火线圈16的驱动电路示出了点火控制部24。点火控制部24控制对点火线圈16的点火通电时间、火花塞17对混合气体供给的供给能量等。在本实施方式中，采用了在ECU20内具有点火控制部24的结构，但不限于该结构。例如也可以将点火控制部24的一部分或点火控制部24全部安装在ECU20之外的其他装置。

另外，ECU20根据各传感器检测出的空气量、曲柄角度、冷却水温、吸气温度、湿度等运算火花塞17的供给能量，并在适当的时机(点火通电时间、点火时期)对点火线圈16通电，使气缸内的混合气体点火。

图3是表示作为内燃机ENG的控制装置的ECU20内的点火控制部24的内部结构例的框图。在点火控制部24中，为了控制火花塞17的供给能量，修正点火时期和点火通电时间。在下文的说明中，点火控制部24按照将点火控制部24的各部分的一系列的处理从开始至结束作为1个周期的控制单位来进行动作。另外，在说明中表述为“该周期”时，表示是在该1个周期内进行的处理。

点火控制部24包括次级电压计算部31、不规则流动比率计算部32、能量供给量计算部33、目标值计算部34、提前/能量修正判断部(此处的“提前”是“提前点火(advancedignition)”的意思)35、供给能量修正部36和点火操作量修正部37。

次级电压计算部(次级电压计算部31)计算在点火线圈(点火线圈16)的次级侧产生的次级电压的平均值。因此，次级电压计算部31基于测量点火线圈16的初级侧的电压的电压传感器的检测值来计算次级侧的电压(次级电压)的时间平均值。由次级电压计算部31计算出的次级电压的时间平均值被输入到不规则流动比率计算部32和能量供给量计算部33。

不规则流动比率计算部(不规则流动比率计算部32)计算对于规定期间中的内燃机(内燃机ENG)的周期、次级电压的平均值成为设定平均值以下的周期的比率，作为表示气缸内的混合气体的流动不规则性的不规则流动比率。此时，不规则流动比率计算部32基于次级电压的时间平均值与规定的设定平均值的大小关系，判断从火花塞17的点火开始至结束的滚流流动的方向是规则的、还是不规则的(即滚流流动的方向发生了变化)。不规则流动比率计算部32计算判断为不规则的周期的比率(不规则流动比率)。不规则流动比率例如如后述图5所示，根据平均次级电压成为作为判断基准的设定平均值以下的周期的比率求出。由不规则流动比率计算部32计算出的不规则流动比率被输入到提前/能量修正判断部35。

能量供给量计算部(能量供给量计算部33)基于由次级电压计算部(次级电压计算部31)计算出的次级电压的平均值、和由安装在点火线圈(点火线圈16)的电流传感器检测出的点火线圈(点火线圈16)的次级电流，计算火花塞(火花塞17)对混合气体供给的供给能量的能量供给量。关于能量供给量的计算，能够使用通过对点火线圈16的次级侧的电流测量值(次级电流)和次级电压的积进行积分来计算的方法、或基于与点火通电时间(Dwell)的比例关系来计算的方法。能量供给量计算部33计算出的能量供给量被输入到提前/能量修正判断部35。

目标值计算部(目标值计算部34)基于内燃机(内燃机ENG)的运转状态来计算不规则流动比率(不规则流动比率R)的目标值。此处，作为不规则流动比率(不规则流动比率R)的目标值，包含设定比率值(设定比率值Tr)。此外，作为不规则流动比率(不规则流动比率R)的目标值，包含以设定比率值(设定比率值Tr)表示火花塞(火花塞17)向混合气体供给的供给能量的设定供给能量。于是，对目标值计算部34输入根据加速器开度运算出的需求转矩、内燃机ENG的转速、吸气阀时机、滚流控制阀开度。然后，目标值计算部34基于输入的这些信息，计算作为到达目标的不规则流动比率(不规则流动比率的设定比率值)和作为到达目标的不规则流动比率下的设定供给能量，以作为目标值。目标值计算部34计算出的不规则流动比率的设定比率值和设定供给能量被输入到提前/能量修正判断部35。

修正判断部(提前/能量修正判断部35)基于不规则流动比率(不规则流动比率R)、能量供给量和不规则流动比率(不规则流动比率R)的目标值(设定比率值Tr)，判断实施或不实施点火操作量的修正。此时，提前/能量修正判断部35基于输入的不规则流动比率、能量供给量和不规则流动比率的设定比率值Tr，实施如下判断：是否实施点火时期的提前控制；是否实施供给能量的减少修正。在不规则流动比率如后述图13所示低于设定比率值Tr时，提前/能量修正判断部35不进行任何动作，但当不规则流动比率高于设定比率值Tr时，判断为执行由提前/能量修正判断部35进行的提前控制或供给能量的减少修正。提前/能量修正判断部35的判断结果被输入到供给能量修正部36和点火操作量修正部37。

供给能量修正部(供给能量修正部36)在由修正判断部(提前/能量修正判断部35)判断为执行使供给能量减少的修正的情况下，计算用于实施使供给能量减少的修正的供给能量修正量，对点火操作量修正部(点火操作量修正部37)输出供给能量修正量。此处，供给能量修正部36基于从提前/能量修正判断部35输入的判断结果，计算供给能量的减少修正量(后述图4的步骤S11所示的供给能量修正量ΔE)。进而，供给能量修正部36计算该周期的修正供给能量(后述图4的步骤S12所示的修正供给能量Etar)。供给能量修正部36计算出的修正供给能量被输入到点火操作量修正部37。

点火操作量修正部(点火操作量修正部37)修正点火操作量，从而使不规则流动比率(不规则流动比率R)成为作为不规则流动比率(不规则流动比率R)的到达目标的设定比率值(设定比率值Tr)以下。于是，除了提前/能量修正判断部35的判断结果、供给能量修正部36计算出的修正供给能量以外，还对点火操作量修正部37输入用作点火操作量的点火时期、点火通电时间。点火操作量修正部(点火操作量修正部37)在由修正判断部(提前/能量修正判断部35)判断为实施点火操作量的修正的情况下，修正点火操作量。仅在像这样判断为实施点火操作量的修正时，点火操作量修正部37对点火操作量进行修正，因此，在判断为不实施点火操作量的修正时，点火操作量修正部37不动作。

此处，在不规则流动比率(不规则流动比率R)超过设定比率值(设定比率值Tr)的情况下，点火操作量修正部(点火操作量修正部37)将火花塞(火花塞17)的点火时期向提前侧修正。此外，点火操作量修正部(点火操作量修正部37)修正对点火线圈(点火线圈16)的初级侧通电的点火通电时间。像这样，点火操作量修正部37基于输入的判断结果和修正供给能量，计算点火提前量，修正点火时期并修正点火通电时间(Dwell)。另外，点火操作量修正部37也可以仅进行点火时期的提前控制或供给能量的减少修正的任一者。然后，从点火操作量修正部37对点火线圈16输出修正后的点火时期(修正点火时期)和点火通电时间的修正值，控制点火线圈16的动作。

此处，在不规则流动比率(不规则流动比率R)为设定比率值(设定比率值Tr)以下的情况下，供给能量修正部(供给能量修正部36)计算设定供给能量与供给能量的差值作为供给能量修正量。点火操作量修正部(点火操作量修正部37)基于从供给能量修正部(供给能量修正部36)输入的供给能量修正量使供给能量减少。因此，点火线圈16的发热得到抑制，能够抑制火花塞17的磨损。

图4是表示由点火控制部24内的各控制块执行的处理的例子的流程图。使用本流程图对由各控制块执行的处理的详情进行说明。

首先，次级电压计算部31根据由电压传感器测量出的初级电压来计算次级电压(S1)。在将初级侧的电压进行分压而测量到的电压为Vm、测量部的比率为整体的r1、线圈的匝数比(次级侧的卷绕数/初级侧的卷绕数)为Nc的情况下，次级电压可以通过以下式(1)求出。

V2(t)＝Vm(t)/r1×Nc……(1)

t表示时间，V2(t)的意思是次级电压为时间函数。在次级电压计算部31求出次级电压后，进至步骤S2。

接下来，不规则流动比率计算部32计算次级电压的时间平均值(S2)。在使积分区间为T时，次级电压的平均值Vave能够由以下式(2)求出。

Vave＝1/T×∫V2(t)dt……(2)

积分区间T能够根据运转条件、流动的条件而变更。在气缸内压力较高的条件下，火花塞17的放电时间具有变短的倾向，因此能够伴随内燃机ENG的负荷变高而使积分区间T变小。在不规则流动比率计算部32计算出次级电压的时间平均值后，进至步骤S3。

接下来，不规则流动比率计算部32比较计算出的次级电压的时间平均值Vave和基准值(设定平均值)，决定该周期的流动是规则的还是不规则的，更新不规则流动比率R(S3)。此处，参照图5对规则流动和不规则流动进行说明。

图5是按每个周期表示气缸内的规则流动和不规则流动的例子的说明图。图中的纵轴表示平均次级电压[V]。此外，横轴分别按规则流动和不规则流动示出了每个周期的平均次级电压的情况。

在图5中，作为每个周期的测量结果，示出了放电中没有方向变化(规则流动)的情况下的平均次级电压，和在放电中存在方向变化(不规则流动)的情况下的平均二次电压。因存在放电路径的延伸性被抑制的影响，与规则流动的情况相比，不规则流动的平均次级电压为相对较小的值。

于是，设置用于区别规则流动和不规则流动的适当的设定平均值。不规则流动比率计算部32将平均次级电压比该设定平均值低的周期判断为不规则流动的周期。通过像这样观察平均次级电压的值与设定平均值的关系，能够容易地判断放电期间的流动是否是不规则的。

此处，关于不规则流动比率R，不规则流动比率计算部32预先存储例如过去Nall个周期(50个周期左右)中发生了不规则流动的周期的数量Ni，使用以下的式(3)求出不规则流动比率R。

R＝Ni/Nall……(3)

或者，不规则流动比率计算部32通过使用权重因数w的以下式(4)，更新不规则流动比率R。

R＝(R×w×Nall+1)/(w×Nall+1)……(4)

权重因数w是基于实验或模拟而预先决定的值，为大于0且1以下的数值。在不规则流动比率计算部32更新了不规则流动比率R后，进至步骤S4。

接下来，能量供给量计算部33根据次级电压计算值V2(t)和次级电流测量值I2(t)，通过以下式(5)求出供给能量E(S4)。

E＝∫V2(t)I2(t)dt……(5)

在能量供给量计算部33求出供给能量E后，进至步骤S5。

接下来，目标值计算部34更新不规则流动比率的设定比率值Tr(S5)。不规则流动比率的设定比率值Tr根据运转条件而变化。气缸内的流动的不规则性是在气缸内形成的规则流(滚流流动)崩溃(滚流崩坏)的情况，不规则的流动变得显著。在气缸内的容积变小、规则的流动无法维持时会发生滚流崩坏。因此，不规则流动比率R很大程度受到在气缸内形成的滚流的强度和容积的影响。

通过用以转速和转矩为轴的映射图来掌握稳态控制适合条件下的不规则流动比率，在内燃机ENG的动作中，能够根据输入的需求转矩度、转速和该映射图，计算出该运转条件下的不规则流动比率的设定比率值Tr。

图6是表示内燃机ENG的转速与转矩的关系的说明图。

设定为伴随内燃机ENG的转速的增加而在提前方向上设定点火时期，伴随内燃机ENG的转矩的增加在延迟点火(ignition retard)方向上设定点火时期。

此时，如图6中箭头Tr所示，存在如下倾向；在内燃机ENG低负载且高转速时，不规则流动比率的设定比率值Tr变低，在内燃机ENG高负载且低转速时不规则流动比率的设定比率值Tr变高。于是，目标值计算部(目标值计算部34)在内燃机(内燃机ENG)的转速越大且内燃机(内燃机ENG)的转矩越小时，将设定比率值(设定比率值Tr)设定得越小，在内燃机(内燃机ENG)的转速越小且内燃机(内燃机ENG)的转矩越大时，将设定比率值(设定比率值Tr)设定得越大。通过像这样决定不规则流动比率的设定比率值Tr，能够根据运转条件定义适当的不规则流动比率的设定值，能够进行与各运转条件相应的适当的控制。

此外，不规则流动比率的设定比率值Tr也能够进行与可变阀5的设定相应的修正、与滚流控制阀8的设定相应的修正。参照图7和图8对与这些设定相应的修正进行说明。

图7是表示吸气阀关闭时期与不规则流动比率倍率RI的关系的说明图。

随着通过可变阀5的控制将吸气阀关闭时期提前，用同一曲柄角度评价的流动衰减。因此，具有由于吸气阀关闭时期提前，而不规则流动比率R增加的倾向。于是，通过可变阀(可变阀5)的动作，吸气阀(吸气阀25)的关闭时期越提前，目标值计算部(目标值计算部34)将设定比率值(设定比率值Tr)设定得越大。因为以此种方式设定设定比率值Tr，所以能够设定基于与吸气阀25相关的不规则流动比率R的作为倍率的不规则流动比率倍率RI。能够通过不规则流动比率倍率RI使设定比率值Tr大幅变化。

例如，与处于提前侧的吸气阀关闭时期的当前时间点的设定值(称为“当前设定值”)时的不规则流动比率倍率RI2相比，处于延迟侧的吸气阀关闭时期的稳态适当值时的不规则流动比率倍率RI1小。因此，将基于标准阀位置处的不规则流动比率R的作为倍率的不规则流动比率倍率RI与吸气阀关闭时期的关系如图7所示映射图化。

然后，目标值计算部34使用吸气阀关闭时期的稳态适当值时的不规则流动比率倍率RI1和当前设定值时的不规则流动比率倍率RI2，通过如下式(6)修正并更新不规则流动比率的设定比率值Tr。

Tr＝Tr×RI2/RI1……(6)

图8是表示滚流控制阀开度与不规则流动比率倍率Rt的关系的说明图。

随着滚流控制阀开度变小，用同一曲柄角度评价的滚流流动高速化，因此，存在滚流控制阀的开度越小，不规则流动比率越减少的倾向。于是，滚流控制阀(滚流控制阀8)的开度越小，目标值计算部(目标值计算部34)将设定比率值(设定比率值Tr)设定得越小。因为以此种方式设定设定比率值Tr，所以能够设定作为基于与滚流控制阀8相关的不规则流动比率R的倍率的不规则流动比率倍率Rt。能够利用不规则流动比率倍率Rt使设定比率值Tr大幅变化。

例如，与全闭附近的滚流控制阀开度的稳态适当值时的不规则流动比率倍率Rt1相比，滚流控制阀开度大的当前设定值时的不规则流动比率倍率Rt2较大。因此，将基于滚流控制阀全闭时的不规则流动比率R的作为倍率的不规则流动比率倍率Rt和滚流控制阀开度的关系如图8所示那样映射图化。

然后，目标值计算部34使用滚流控制阀开度的稳态适当值时的倍率Rt1和当前设定值时的Rt2，通过如下式(7)修正、更新不规则流动比率的设定比率值Tr。

Tr＝Tr×Rt2/Rt1……(7)

如上式(6)、(7)所示，通过目标值计算部34修正、更新不规则流动比率的设定比率值Tr，ECU20能够进行考虑了吸气阀时机、随着滚流控制阀的设定值变化的滚流气流的状态的控制。在目标值计算部34决定了不规则流动比率的设定比率值Tr后，进至步骤S6。

接下来，目标值计算部34更新设定供给能量Ec(S6)。此处，参照图9～图11对与设定供给能量Ec相关联的信息进行说明，进一步参照图12对设定供给能量Ec的设定方法进行说明。

图9是表示在内燃机ENG的同一转矩、同一转速的条件下变更了火花塞17的点火时期时，根据燃烧稳定性决定的需求能量与点火时期的关系的说明图。图9的横轴表示点火时期，纵轴表示根据燃烧稳定性决定的需求能量。

图9示出了存在如下倾向：随着点火时期从最佳点火时期或爆震极限点火时期向延迟侧变化，根据燃烧稳定性求出的需求能量增加。像这样，与火花塞(火花塞17)的点火时期处于提前侧的最佳点火时期时的设定供给能量相比，点火时期越延迟，根据混合气体的燃烧稳定性决定的需求能量越增加。

图10是表示在火花塞17的周边产生的放电路径的变动和次级电压的变化的状态的说明图。

火花塞17通过对隔开规定距离的电极间赋予高电压并放电，而对混合气体点火。此时，从放电路径对混合气体赋予供给能量。在图10所示的火花塞17的说明图(1)中，用放电路径sp1示出了在时刻T1在火花塞17的电极之间发生的放电的情况。

在火花塞17的说明图(2)中，用放电路径sp2示出了在时刻T2在火花塞17的电极之间发生的放电的情况。在放电中没有流动方向的变化时，放电路径sp2大幅延伸。

曲线图(3)表示在放电中没有流动方向变化时的次级电压的时间变化。通过曲线图(3)展现了放电路径sp2大幅延伸从而次级电压增加的情况。在像这样次级电压增加时，对混合气体的供给能量的传递量增大，因此燃烧易于变得稳定。

另一方面，在火花塞17的说明图(4)中，用放电路径sp3示出了在相同时刻T2在火花塞17的电极之间发生的放电的情况。在放电中存在流动方向变化的情况下，因流动的变化，放电路径sp3的延展受到抑制。

曲线图(5)表示在放电中存在流动方向变化时的次级电压的时间变化。通过曲线图(5)展现了因放电路径sp3的延伸被抑制而次级电压的增加也受到抑制的情况。在像这样次级电压不增加时，与规则流动相比，对混合气体的供给能量的传递量相对变小，于是燃烧易于变得不稳定。

图11是表示火花塞17的点火时期和不规则流动发生的比例(不规则流动比率)的说明图。图11的横轴表示曲柄角度，纵轴表示不规则流动比率。

在从下死点(BDC：Bottom Dead Center)到上死点(TDC：Top Dead Center)之间移动的活塞的运动用曲柄角度[deg.]表示。在活塞处于下死点附近时，不规则流动比率R取较小的值，但随着活塞向上死点移动，不规则流动比率R取较大的值。因此，当点火时期延迟时，对于混合气体的供给能量的传递量下降的不规则流动的发生比例增加。其结果是，在点火延迟条件下，稳定燃烧所需要的供给能量增加。

此处，设定供给能量Ec是在同一转矩、同一转速的条件下最小的需求能量。因此，设定供给能量Ec与图9所示的最佳点火时期或爆震极限点火时期中稳定燃烧所需的能量相同。于是，设定供给能量Ec由以需求转矩、转速为轴的映射图来体现。目标值计算部34能够基于需求转矩和转速来计算设定供给能量Ec。在目标值计算部34更新设定供给能量Ec后，进至步骤S7。

接下来，提前/能量修正判断部35判断不规则流动比率的计算值R是否超过了不规则流动比率的设定比率值Tr(S7)。在由提前/能量修正判断部35判断为不规则流动比率的计算值R超过了不规则流动比率的设定比率值Tr的情况下(S7为是)，进至步骤S8。另一方面，在由提前/能量修正判断部35判断为不规则流动比率的计算值R为不规则流动比率的设定比率值Tr以下的情况下(S7为否)，进至步骤S10。

在步骤S7为是的判断后，点火操作量修正部37设定点火提前量ΔADV(S8)。每个周期的提前量[deg.]、提前角速度[deg./ms]的适当值例如被赋予固定值ΔADVref。然后，点火操作量修正部37通过以下式(8)计算点火提前量ΔADV。在第1实施方式中，点火提前量ΔADV是用预先准备的映射图决定的值。在计算出点火提前量ΔADV后，进至步骤S9。

ΔADV＝ΔADVref……(8)

接下来，点火操作量修正部37基于在步骤S8中决定的点火提前量ΔADV[deg.]和点火时期[deg.ATDC]的既定值ADV，设定通过以下式(9)计算出的修正点火时期(S9)。

ADV＝ADV－ΔADV……(9)

通过点火操作量修正部37像这样设定修正点火时期，能够实施不规则流动比率R高的条件下的提前控制。其结果是，点火时期向放电期间的不规则流动比率R较低的条件变更，因此能够得到更稳定的燃烧状态。在步骤S9之后，本处理结束。

另一方面，步骤S7为否的判断后，提前/能量修正判断部35判断供给能量E是否超过了设定供给能量Ec(S10)。在由提前/能量修正判断部35判断为供给能量E超过设定供给能量Ec的情况下(S10为是)，进至步骤S11。另一方面，在提前/能量修正判断部35判断为供给能量E为设定供给能量Ec以下的情况下(S10为否)，处理结束。

在步骤S10为是的判断后，供给能量修正部36基于供给能量E和设定供给能量Ec，计算供给能量修正量ΔE(S11)。供给能量修正量ΔE用于进行减少供给能量E的修正。然后，使供给能量E逐渐接近设定供给能量Ec，因此，供给能量修正部36例如通过以下式(10)来计算供给能量修正量ΔE。

ΔE＝(E－Ec)/Niter……(10)

Niter是规定逐渐接近设定值的速度的变量，是大于1的实数。

在供给能量修正部36计算出供给能量修正量ΔE后，进至步骤S12。

然后，供给能量修正部36基于供给能量E和在步骤S9中求出的供给能量修正量ΔE，计算修正供给能量Etar(S12)。修正供给能量Etar的计算例如使用以下式(11)进行。

Etar＝E－ΔE……(11)

在供给能量修正部36计算出修正供给能量Etar后，进至步骤S13。

通过供给能量修正部36像这样计算出修正供给能量Etar，能够与不规则流动比率R的下降相应地减少供给能量。由此，能够减少在火花塞17产生的多余的能量消耗和发热，能够实现火花塞17的劣化防止、故障防止。

接下来，点火操作量修正部37基于在步骤S12中求出的修正供给能量Etar，设定用于减少供给能量的点火通电时间(Dwell)(S13)。点火通电时间与供给能量的关系根据点火线圈16的特性来决定。因此，点火操作量修正部37以映射图的形式具有点火通电时间与供给能量的关系，根据该关系来决定点火通电时间。存在供给能量越大，点火通电时间越大的关系。通过点火操作量修正部37像这样设定点火通电时间，在点火线圈16的线圈控制中，火花塞17会产生与修正供给能量Etar对应的供给能量。

图12是表示根据内燃机ENG的转速和转矩而变化的设定供给能量Ec的例子的说明图。在该说明图中，横轴表示内燃机ENG的转速，纵轴表示内燃机ENG的转矩。在图中用箭头表示设定供给能量Ec。

设定供给能量Ec表示为“小”的部位表示设定供给能量Ec最佳。当内燃机ENG的转矩减少时，气缸内的压力减少，混合气体不易着火，因此，进行将设定供给能量Ec变更为“大”的控制。另一方面，在内燃机ENG的转矩增大，且内燃机ENG的转速增大的情况下，因为吸入气缸内的混合气体的量变多，所以也进行将设定供给能量Ec变更为“大”的控制。

接下来，对由本实施方式的点火控制部24计算出的各种值发生变化的时机进行说明。

图13是表示本实施方式的点火控制部24计算出的值与点火操作量的关系的时序图。参照图13对第1的实施方式的点火控制部24的动作例和效果进行说明。

(初始状态)

开始时，不规则流动比率R比不规则流动比率的设定比率值Tr低。此外，点火时期在提前侧实施，供给能量处于低的状态。此外，供给能量修正量为零，点火通电时间(Dwell)也为零。另外，目标转矩不随时间经过而变化，是一定值。

(时刻t1)

设想从时刻t1起，在目标转矩一定的条件下，伴随爆震发生或其他原因而实施点火延迟控制。提前侧的点火时期在时刻t1向延迟方向变更。其结果是不规则流动比率R开始增加。此外，点火通电时间被设定为“大”。如图9所示，当点火时期在延迟侧实施时，需求能量增加。因此，在进行点火时期在延迟侧实施的控制的同时，进行增加供给能量的控制。

(时刻t2)

在本实施方式中，不规则流动比率R在时刻t2超过不规则流动比率的设定比率值Tr。在该时机，经过图4的步骤S7的判断处理，开始将点火时期提前的控制(S8、S9)。随着点火时期被向提前方向控制，不规则流动比率R下降。

(时刻t3)

从时刻t3起，不规则流动比率R低于不规则流动比率的设定比率值Tr的状态持续。在时刻t3以后，如图4的步骤S10～S13的处理所示，供给能量修正量ΔE以对供给能量进行减少修正的方式变化，点火通电时间逐渐减少。此外，在时刻t3，通过供给能量修正量ΔE增加，供给能量E减少，点火通电时间也逐渐减少。

在以上说明的第1实施方式的ECU20中，通过图3所示的由点火控制部24实施的处理，能够考虑到与气缸内的混合气体的流动的变化相关联的不规则流动比率R而预测对气缸内的混合气体供给的供给能量。点火控制部24以供给能量E减少的方式，点火控制部24操作包含点火时期和点火通电时间的至少一者的点火操作量。其结果是，在不规则流动比率R成为设定比率值Tr以下的条件下，即为了稳定燃烧所要求的供给能量变小的条件下，供给能量减少。通过像这样根据不规则流动比率R来控制供给能量，能够抑制点火线圈16的发热、火花塞17的磨损，提高内燃机系统的耐久性。

另外，发动机EGN采用了喷射器13直接向气缸内喷射燃料的方式，但也可以采用设置于吸气管内的喷射器喷射的燃料与气体一同被吸入气缸内的方式的发动机。

此外，发动机EGN采用了在吸气管内设置滚流控制阀8的方式，但也可以采用去掉滚流控制阀8的方式。

此外，也可以采用不将EGR气体用于吸入气体的方式的发动机。

[第2实施方式]

接下来，对由本发明的第2实施方式的ECU20进行的控制例进行说明。第2实施方式的ECU20的结成与参照图1和图2说明的第1实施方式的ECU20的结构相同。因此，参照图14～图17对第2实施方式的ECU20的结构例和动作例进行说明。

图14是表示作为内燃机ENG的控制装置的ECU20所具有的点火控制部24A的内部结构例的框图。本实施方式的控制装置包括点火控制部(点火控制部24A)，从而控制内燃机(内燃机ENG)，所述点火控制部根据规定的点火操作量向设置于内燃机(内燃机ENG)的点火线圈(点火线圈16)的初级侧供给初级电压，使设置于内燃机(内燃机ENG)的火花塞(火花塞17)放电，而控制被吸入内燃机(内燃机ENG)的气缸内的气体与燃料混合而得到的混合气体的点火。在点火控制部24A中，为了控制火花塞17的供给能量，修正包含火花塞17的点火时期和点火线圈16的点火通电时间的至少一者的点火操作量。

点火控制部24A采用了如下结构：将图3示出的第1实施方式的点火控制部24中的不规则流动比率计算部32替换为不规则流动比率推测部141，将能量供给量计算部33替换为能量供给量推测部142。

不规则流动比率推测部(不规则流动比率推测部141)基于内燃机(内燃机ENG)的运转状态，推测表示内燃机(内燃机ENG)的气缸内的混合气体流动是不规则的情况的不规则流动比率(不规则流动比率R)的推测值。因此，不规则流动比率推测部141基于输入的点火时期、阀时机、滚流控制阀开度、加速器开度、转速，推测不规则流动比率的推测值Re。不规则流动比率推测部141推测出的不规则流动比率R被输入提前/能量修正判断部35。

能量供给量推测部(能量供给量推测部142)根据对点火线圈(点火线圈16)的初级侧通电的点火通电时间，推测对点火线圈(点火线圈16)供给的供给能量E的能量供给量。此时，能量供给量推测部142推测对流入内燃机ENG的气缸内的混合气体的供给能量E。能量供给量推测部142基于输入的点火通电时间(Dwell)与供给能量E之间所具有的正相关关系，推测供给能量E。能量供给量推测部142推测出的供给能量E被输入提前/能量修正判断部35。

修正判断部(提前/能量修正判断部35)基于不规则流动比率(不规则流动比率R)的推测值、能量供给量和不规则流动比率(不规则流动比率R)的目标值，判断实施或不实施点火操作量的修正。此处，不规则流动比率(不规则流动比率R)的目标值中包括设定比率值(设定比率值Tr)，修正判断部(提前/能量修正判断部35)在不规则流动比率(不规则流动比率R)的推测值为设定比率值(设定比率值Tr)以下的情况下，判断实施或不实施使供给能量减少的修正。

点火操作量修正部(点火操作量修正部37)修正点火操作量，以使不规则流动比率(不规则流动比率R)的推测值成为作为不规则流动比率(不规则流动比率R)的到达目标的设定比率值(设定比率值Tr)以下。此处，在由修正判断部(提前/能量修正判断部35)判断为实施点火操作量的修正的情况下，点火操作量修正部(点火操作量修正部37)对点火修正量进行修正。其他的功能块与第1实施方式相同。

图15是说明由图14所示的各控制块执行的处理的流程图。参照图15对第2实施方式的点火控制部24A的动作例和效果进行说明。

首先，不规则流动比率推测部141推测考虑了输入的点火时期、阀时机、滚流控制阀开度、需求转矩、转速的运转条件下的不规则流动比率R(S21)。此处，不规则流动比率推测部141使用不规则流动比率的设定比率值Tr、伴随点火时期的变化的不规则流动比率增加量ΔR、伴随吸气阀关闭时期的变化的不规则流动比率倍率RI、与滚流控制阀开度相应的流动比率倍率Rt，推测不规则流动比率R。在下文中说明各值的确定方法。

不规则流动比率的设定比率值Tr能够利用不规则流动比率推测部141，通过将内燃机ENG的转速和需求转矩作为输入的图6所示的映射图而求出。

伴随点火时期的变化的不规则流动比率增加量ΔR能够基于图16所示的曲柄角度与不规则流动比率的关系，利用不规则流动比率推测部141求出。

图16是表示曲柄角度与不规则流动比率R的关系的曲线图。

如图16所示，当点火时期的稳态适当值与实际的点火时期设定值产生偏差时，不规则流动比率R变化。

于是，准备曲柄角度与不规则流动比率R的关系，预先将其存储于ECU20中。由此，不规则流动比率推测部141能够计算因设定点火时期与稳态适当值的不同而产生的不规则流动比率的变化量ΔR。而且，火花塞17的点火时期越延迟，不规则流动比率推测部(不规则流动比率推测部141)将不规则流动比率(不规则流动比率R)推测得越大。由此，不规则流动比率推测部141能够推测与点火时期相应的不规则流动比率的推测值。

另外，图16所示的曲柄角度与不规则流动比率R的关系是通过预先实验用多个运转点制成的，通过预先储存在ECU20中，能够用于不规则流动比率的变化量ΔR的计算。

此外，将与图6所示的表示内燃机的转速与转矩的关系的映射图同样的映射图预先储存在ECU20中。内燃机(内燃机ENG)的转速越大，不规则流动比率推测部(不规则流动比率推测部141)将不规则流动比率(不规则流动比率R)推测得越小，且内燃机(内燃机ENG)的转矩越大，则将不规则流动比率(不规则流动比率R)推测得越大。由此，不规则流动比率推测部141能够推测与内燃机ENG的转矩相应的不规则流动比率的推测值。

随着吸气阀关闭时期提前，用同一曲柄角度评价的流动衰减，因此，存在吸气阀关闭时期提前从而不规则流动比率R增加的倾向。将这样的吸气阀关闭时期与不规则流动比率R的关系如图7所示那样映射图化。在上述那样的图7中，示出了基于基准阀位置处的不规则流动比率R的作为倍率的不规则流动比率倍率RI与吸气阀关闭时期的关系。不规则流动比率推测部141使用图7所示的吸气阀关闭时期的稳态适当值时的倍率RI1与当前设定值的RI2的比，修正不规则流动比率的推测值Re。此处，因可变阀(可变阀5)的动作，吸气阀(吸气阀25)的关闭时期越提前，不规则流动比率推测部(不规则流动比率推测部141)将不规则流动比率(不规则流动比率R)推测得越大。由此，不规则流动比率推测部141能够推测与吸气阀25的关闭时期相应的不规则流动比率的推测值。

此外，伴随滚流控制阀开度变小，以同一曲柄角度评价的滚流流动高速化。因此，存在滚流控制阀的开度越小则不规则流动比率越减少的倾向。如上所述，如图8所示，预先将基于滚流控制阀全闭时的不规则流动比率R的作为倍率的不规则流动比率倍率Rt与滚流控制阀开度的关系映射图化。不规则流动比率推测部141使用图8所示的滚流控制阀开度的稳态适当值时的倍率Rt1与当前设定值的Rt2的比，修正不规则流动比率的推测值Re。此处，滚流控制阀(滚流控制阀8)的开度越小，不规则流动比率推测部(不规则流动比率推测部141)将不规则流动比率(不规则流动比率R)推测得越小。由此，不规则流动比率推测部141能够推测与滚流控制阀开度相应的不规则流动比率的推测值。

总结以上的修正方法如下，不规则流动比率推测部141能够使用不规则流动比率R的设定比率值Tr，通过以下式(12)来推测不规则流动比率的推测值Re。

Re＝(Tr+ΔR)×(RI2/RI1)×(Rt2/Rt1)……(12)

与滚流控制阀开度相应的不规则流动比率倍率Rt基于图8所示的滚流控制阀开度图与不规则流动比率倍率的关系求出。当滚流控制阀开度变小时，向气缸内的吸入空气的速度增加，滚流流动变强，存在用同一曲柄角度评价的不规则流动比率下降的倾向。图8所示的在滚流控制阀开度较小条件下倍率变小的变化表示该性质。

通过以此种方式构成不规则流动比率的推测方法，点火控制部24A能够无需测量点火线圈16的电流和电压地推测不规则流动比率R，以作为推测值Re。能够进行与不规则流动比率的推测值Re相应的点火控制。

然后，在不规则流动比率推测部141推测不规则流动比率的推测值Re后，进至步骤S22。

接下来，能量供给量推测部142根据设定的点火通电时间推测供给能量(S22)。点火通电时间与供给能量的关系由点火线圈16的性质决定，因此，ECU20能够以映射图的形式具有点火通电时间与供给能量的关系，根据该关系来推测供给能量。存在点火通电时间越大，供给能量越大的关系。因为能量供给量推测部142能够像这样推测供给能量，所以点火控制部24A能够无需测量点火线圈16的电流和电压地计算供给能量。

步骤S22后的处理(步骤S5～S13)与由上述第1实施方式的点火控制部24进行的处理相同，因此省略详细的说明。但是，步骤S7中的处理在对推测出的不规则流动比率R与设定比率值Tr进行比较这一点有所不同。

图17是表示第2实施方式的点火控制部24A计算出的值与点火操作量的关系的时序图。参照图17对第2实施方式的点火控制部24A的动作例和效果进行说明。

(时刻t1)

初始状态下的各值与图13所示的时序图相同，因此从时刻t1开始说明。如上所述，设想从时刻t1起，在目标转矩一定的条件下，伴随爆震发生或其他原因而实施点火延迟控制。如图9所示，当点火时期延迟实施时需求能量增加。因此，在进行点火时期延迟实施的控制的同时，进行增加供给能量的控制。

(时刻t4)

在本实施方式中，将点火时期作为输入，推测不规则流动比率R将其作为不规则流动比率Re。因此，如图中实线L1所示，当点火时期以延迟点火的方式被控制时，不规则流动比率推测值Re在作为下一周期的时机的时刻t4超过不规则流动比率的设定比率值Tr。由此，基于图15的步骤S7中的判断处理的结果，从下一周期以后开始将点火时期提前的控制(S8、S9)。随着点火时期向提前点火的方向被控制，不规则流动比率的推测值Re开始减少。另外，图中，以成为比较对象的方式，用点划线L2表示基于次级电压的平均值计算出的不规则流动比率R的计算值。

(时刻t5)

在时刻t5，不规则流动比率的推测值Re低于不规则流动比率的设定比率值Tr。由此，基于步骤S7中的判断处理的结果，供给能量修正量ΔE以从下一周期以后对供给能量进行减少修正的方式变化，点火通电时间逐渐减少。像这样，通过第2实施方式的点火控制部24A实施的处理，能够使用不规则流动比率的推测值Re来控制供给能量。

在以上说明的第2实施方式的ECU20中，也能够无需实施点火线圈16的初级电压、次级电流的测量地，在不规则流动比率的推测值Re为不规则流动比率的设定比率值Tr以下的条件下，实施减少供给能量的控制。

此外，本实施方式的点火控制部24A求取不规则流动比率的推测值Re。如图17所示，不规则流动比率的推测值Re比不规则流动比率R的计算值的变化更早地发生变化。因此，通过基于点火控制部24A推测出的不规则流动比率的推测值Re来控制供给能量，能够对火花塞17施加适当的电压而使其放电，因此能够延长火花塞17的寿命。

[第3实施方式]

接下来，对由本发明的第3实施方式的ECU20进行的控制例进行说明。第3实施方式的ECU20的结构与参照图1和图2说明的第1实施方式、以及第2实施方式的ECU20的结构相同。因此，参照图18～图23对第3实施方式的ECU20的结构例和动作例进行说明。

图18是表示作为本发明的第3实施方式的内燃机ENG的控制装置的ECU20所具有的点火控制部24B的内部结构例的框图。在点火控制部24B中，为了控制火花塞17的供给能量，也对包含火花塞17的点火时期和点火线圈16的点火通电时间的至少一者的点火操作量进行修正。

点火控制部24B采用了如下结构：将图3所示的第1实施方式的点火控制部24中的供给能量修正部36置换为湿度对应供给能量修正部181，将点火操作量修正部37置换为湿度对应点火操作量修正部182。

湿度对应供给能量修正部181基于从提前/能量修正判断部35输入的判断结果、从检测EGR阀101的开度的传感器输入的EGR阀开度、湿度传感器3a、3b的湿度检测值，计算供给能量的减少修正量，并计算该周期的供给能量目标值。供给能量目标值被输入到湿度对应点火操作量修正部182。

湿度对应点火操作量修正部182基于从提前/能量修正判断部35输入的判断结果、从湿度对应供给能量修正部181输入的供给能量目标值、输入的EGR阀开度和湿度计算值，计算点火提前量，对点火时期进行修正。此外，湿度对应点火操作量修正部182设定点火通电时间(Dwell)的修正值。湿度对应点火操作量修正部182对点火线圈16输出计算出的点火时期的修正值和点火通电时间的修正值。

由图18的各功能块执行的处理与图4所示的流程图基本相同。但是，在下述方面不同：由供给能量修正部36进行的步骤S11的处理由湿度对应供给能量修正部181进行，由点火操作量修正部37进行的步骤S8的处理由湿度对应点火操作量修正部182进行。以下，参照图19至图22对步骤S11和步骤S8中的处理的内容进行说明。

首先，参照图19和图20对图4的步骤S11中湿度对应供给能量修正部181进行的处理的内容进行说明。

图19是表示湿度对应供给能量修正部181进行的处理的例子的流程图。

首先，湿度对应供给能量修正部181基于输入的湿度检测值和EGR阀开度，推测导入气缸内的吸入气体的稀释度(S31)。例如，假设气体的燃料组分为CnHm(n个碳原子，m个氢原子)。此外，设想如下状况：湿度传感器3a检测大气湿度z(水分密度/干燥空气密度)，湿度传感器3b检测吸入气体中的水分密度与全气体密度的比X，实施按计量混合比的内燃机ENG的燃烧。此时，在将稀释度定义为空气以外的气体的质量与含空气在内的全部气体的质量的比时，稀释度Yd用以下式(13)表示。

Yd＝{(1+y)Mw+yMb}/{Ma+(1+y)Mw+yMb}……(13)

其中，y、Ma、Mw、Mb是以下所示的量。此处，Wair是空气的摩尔质量，Wco2是二氧化碳的摩尔质量，Wh2o是水的摩尔质量，Wn2是氮分子的摩尔质量。

y＝{(1－X)Mw－XMa}/{X(Mw+Mb)－Mw－mWh2o}

Ma＝5(n+0.5m)Wair

Mw＝5(n+0.5m)zWair

Mb＝nWco2+mH2O+(4n+2m)Wn2

湿度对应供给能量修正部181能够像这样基于湿度检测值(吸入气体中的水分密度与全部气体密度的比)来推测吸入气体的稀释度(空气以外的气体的质量与全部气体的质量的比)。因此，能够将根据湿度计算出的稀释度应用于控制。另外，以上式(13)为一例，在设想的状况不成立的情况下，湿度对应供给能量修正部181也可以用不同的方法来推测稀释度。

接下来，湿度对应供给能量修正部181计算基于稀释度、湿度的供给能量修正量ΔE(S32)。此处，湿度对应供给能量修正部181基于供给能量E、设定供给能量Ec和供给能量修正量倍率rE决定供给能量修正量ΔE。另外，供给能量E逐渐接近作为目标值的设定供给能量Ec，因此，例如能够通过以下式(14)求出供给能量修正量ΔE。

ΔE＝(E－Ec)/Niter×rE……(14)

此处，对供给能量修正量倍率rE进行说明。

图20是表示相对于湿度、稀释度的供给能量修正量倍率rE的关系的曲线图。

如图20所示，供给能量修正量倍率rE被表示为稀释度、湿度的函数。吸入气体的稀释度、湿度越高，因为向混合气体供给的供给能量的减少而燃烧稳定性可能急剧变化。于是，由湿度检测部(湿度传感器3a、3b)检测出的气体(吸入气体)的湿度越高，点火操作量修正部(湿度对应点火操作量修正部182)将由供给能量修正部(湿度对应供给能量修正部181)计算出的供给能量修正量设定得越小。因此，以稀释度、湿度越高，供给能量修正量ΔE越小的方式设定供给能量修正量倍率rE。

此外，式(14)中使用的Niter是规定在多少个周期施加使供给能量E向作为目标值的设定供给能量Ec逐渐靠近的速度的变量，是比1大的实数。在湿度对应供给能量修正部181决定供给能量修正量ΔE后，进至步骤S12。通过像这样设定供给能量修正量ΔE，能够考虑到湿度的增加地进行供给能量E的减少修正。此外，通过设定供给能量修正量ΔE，即使在燃烧易于不稳定的高湿度条件(吸气的湿度高的条件)下，也能够防止能量减少量过大而致使燃烧不稳定的状态。

接下来，参照图21和图22，对图4的步骤S8中湿度对应点火操作量修正部182进行的处理的内容进行说明。

图21是表示湿度对应点火操作量修正部182进行的处理的例子的流程图。

首先，湿度对应点火操作量修正部182基于输入的湿度检测值推测稀释度(S41)。此时，湿度对应点火操作量修正部182进行图19的步骤S31中的处理，能够通过使用式(13)推测稀释度。

接下来，湿度对应点火操作量修正部182计算与稀释度、湿度相应的点火提前量ΔADV(S42)。此时，湿度对应点火操作量修正部182使用在适宜运转条件下作为固定值给出的提前量[deg.]、提前角速度[deg./ms]的适当值ΔADVref、点火提前量修正倍率rA，通过以下式(15)求出点火提前量ΔADV。像这样，在第3实施方式中，点火提前量ΔADV为根据稀释度、湿度决定的值。

ΔADV＝rA×ΔADVref……(15)

此处，对点火提前量修正倍率rA进行说明。

图22是表示相对于湿度、稀释度的点火提前量修正倍率rA的关系的曲线图。

如图22所示，点火提前量修正倍率rA表示为稀释度、湿度的函数。湿度、稀释度越高，点火时期在延迟时变得不稳定的可能性越高，因此，与通常相比较早地提前点火，对于使其具有稳定条件是有效的。于是，由湿度检测部(湿度传感器3a、3b)检测出的气体的湿度越高，点火操作量修正部(湿度对应点火操作量修正部182)使得将火花塞(火花塞17)的点火时期向提前侧修正的提前修正量越大。因此，点火提前量修正倍率rA被设定为湿度、稀释度越高则值越大。当湿度对应点火操作量修正部182计算出点火提前量ΔADV时，进至步骤S9，进行随后的处理。

因为像这样计算出点火提前量ΔADV，所以即使在燃烧易于不稳定的高湿度条件下，也能够缩短设定点火延迟的期间，能够使内燃机ENG更稳定地运转。

图23是表示第3实施方式的点火控制部24B计算出的值与点火操作量的关系的时序图。参照图23，对高湿度条件下的第3实施方式的点火控制部24B的动作例和效果进行说明。

另外，图23所示的时序图中添加了表示是高湿度条件的项目。在图23中，为了进行比较，用双点划线表示设为低湿度条件时的与图13对应的曲线图，用实线表示设为高湿度条件时的本实施方式的曲线图。

(时刻t1)

初始状态下的各值与图13所示的时序图相同，因此从时刻t1进行说明。在图23中，也设想从时刻t1起，在目标转矩一定的条件下，伴随爆震发生或其他原因而实施点火延迟控制。当点火时期以延迟实施时，计算出的不规则流动比率开始增加。如图9所示，当点火时期被向延迟方向控制时需求能量增加，因此供给能量也增加。

(时刻t2)

在时刻t2，伴随供给能量E增加，不规则流动比率R超过不规则流动比率的设定比率值Tr。在该时机，经过图4的步骤S7中的判断处理，开始将点火时期提前的控制(S8、S9)。随着点火时期被向提前角方向控制，不规则流动比率R下降。

(时刻t6)

在高湿度条件下，点火时期的提前量设定为比低湿度条件时的大。其结果是，与低湿度条件相比，点火时期的提前较早开始。因此，计算出的不规则流动比率R开始下降，在时刻t6不规则流动比率R低于规则流动比率的设定比率值Tr。此外，供给能量修正量ΔE以对供给能量进行减少修正的方式增加，因此，点火通电时间逐渐减少。此时，考虑到吸气的湿度，将供给能量修正量设定成比低湿度条件时的小。因此，与低湿度条件相比，点火通电时间缓和地减少。

(时刻t3)

时刻t3表示图13所示的低湿度条件下的各值变化的情况。通过图23示出了高湿度条件下各值变化的时机比低湿度条件下各值变化的时机早的情况。

在以上说明的第3实施方式的ECU20所具有的点火控制部24B中，能够考虑到因湿度的增加而造成的点火时期与稳定燃烧状态的关系的变化，而操作点火提前量和供给能量。其结果是，即使在湿度较高的条件下，也能够不造成燃烧状态不稳定地使供给能量减少，能够抑制点火线圈16的发热或火花塞17的磨损。

另外，本发明不限于上述实施方式，当然能够在不脱离要求的范围中记载的本发明的主旨的前提下取得其他各种应用例、变形例。

例如，为了以易于理解的方式对本发明进行说明，上述实施方式对内燃机系统的结构进行了详细且具体的说明，但不限于必须具有说明的全部结构。此外，也可以对本实施方式的结构的一部分添加、删除、置换其他结构。

此外，控制线、信息线展示的是说明上需要的部分，在产品上未必展示了所有控制线、信息线。实际上，也可以认为几乎所有结构都相互连接。

附图标记说明

1……气流传感器，2……电控节气门，5……可变阀，8……滚流控制阀，13……喷射器，14……气缸体，16……点火线圈，17……火花塞，20……ECU，24……点火控制部，25……吸气阀，31……次级电压计算部，32……不规则流动比率计算部，33……能量供给量计算部，34……目标值计算部，35……提前/能量修正判断部，36……供给能量修正部，37……点火操作量修正部。

Claims

1.一种控制内燃机的控制装置，其包括点火控制部，所述点火控制部按照规定的点火操作量对设置于内燃机的点火线圈的初级侧供给初级电压，使设置于所述内燃机的火花塞放电，而控制被吸入所述内燃机的气缸内的气体和燃料混合而得到的混合气体的点火，所述控制装置利用所述点火控制部控制所述内燃机，所述控制装置的特征在于：

所述点火控制部包括：

次级电压计算部，其计算在所述点火线圈的次级侧产生的次级电压的平均值；

不规则流动比率计算部，其计算所述次级电压的平均值成为设定平均值以下的周期相对于规定期间中的所述内燃机的周期的比率，作为表示所述气缸内的所述混合气体的流动不规则的情况的不规则流动比率；和

点火操作量修正部，其修正所述点火操作量，使得所述不规则流动比率成为作为所述不规则流动比率的到达目标的设定比率值以下。

2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：

所述点火控制部包括：

能量供给量计算部，其基于由所述次级电压计算部计算出的所述次级电压的平均值，和由安装于所述点火线圈的电流传感器检测出的所述点火线圈的次级电流，计算所述火花塞向所述混合气体供给的供给能量的能量供给量；

目标值计算部，其基于所述内燃机的运转状态，计算所述不规则流动比率的目标值；和

修正判断部，其基于所述不规则流动比率、所述能量供给量和所述不规则流动比率的目标值，判断实施或不实施所述点火操作量的修正，

所述点火操作量修正部在由所述修正判断部判断为实施所述点火操作量的修正的情况下，修正所述点火操作量。

3.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于：

所述不规则流动比率的目标值含有所述设定比率值，

所述修正判断部在所述不规则流动比率为所述设定比率值以下的情况下，判断实施或不实施使所述点火线圈的次级侧产生的所述供给能量减少的修正。

4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于：

还包括供给能量修正部，其在由所述修正判断部判断为实施使所述供给能量减少的修正的情况下，计算用于实施使所述供给能量减少的修正的供给能量修正量，将所述供给能量修正量输出至所述点火操作量修正部，

所述点火操作量修正部基于从所述供给能量修正部输入的所述供给能量修正量，使所述供给能量减少。

5.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于：

所述不规则流动比率的目标值包含用所述设定比率值表示所述火花塞向所述混合气供给的供给能量的设定供给能量，

在所述不规则流动比率为所述设定比率值以下的情况下，所述供给能量修正部计算所述设定供给能量与所述供给能量的差值作为供给能量修正量，

6.如权利要求5所述的控制装置，其特征在于：

所述点火操作量修正部修正对所述点火线圈的初级侧通电的点火通电时间。

7.如权利要求1～6中任一项所述的控制装置，其特征在于：

在所述不规则流动比率超过所述设定比率值的情况下，所述点火操作量修正部将所述火花塞的点火时期向提前点火修正。

8.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于：

所述内燃机的转速越大且所述内燃机的转矩越小，所述目标值计算部将所述设定比率值设定得越小，所述内燃机的转速越小且所述内燃机的转矩越大，所述目标值计算部将所述设定比率值设定得越大。

9.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于：

所述内燃机包括改变流入所述气缸内的气体的流速的滚流控制阀，

所述滚流控制阀的开度越小，所述目标值计算部将所述设定比率值设定得越小。

10.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于：

所述内燃机包括变更设置于所述内燃机的吸气阀动作的时期的可变阀，

因所述可变阀的动作而所述吸气阀的关闭时期越提前，所述目标值计算部将所述设定比率值设定得越大。

11.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于：

与所述火花塞的点火时期处于提前点火的最佳点火时期时的所述设定供给能量相比，所述点火时期越延迟，根据所述混合气体的燃烧稳定性决定的需求能量越增加。

12.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于：

所述内燃机包括检测导入所述气缸内的所述气体的湿度的湿度检测部，

由所述湿度检测部检测出的所述气体的湿度越高，所述点火操作量修正部将由所述供给能量修正部计算出的所述供给能量修正量设定得越小。

13.如权利要求7所述的控制装置，其特征在于：

由所述湿度检测部检测出的所述气体的湿度越高，所述点火操作量修正部使得将所述火花塞的点火时期向所述提前点火修正的提前修正量越大。

14.一种控制内燃机的控制装置，其包括点火控制部，所述点火控制部依照规定的点火操作量向设置于内燃机的点火线圈的初级侧供给初级电压，使设置于所述内燃机的火花塞放电，而控制被吸入所述内燃机的气缸内的气体和燃料混合而得到的混合气体的点火，所述控制装置利用所述点火控制部控制所述内燃机，所述控制装置的特征在于：

所述点火控制部包括：

不规则流动比率推测部，其基于所述内燃机的运转状态，推测表示所述气缸内的所述混合气体的流动不规则的情况的不规则流动比率的推测值；和

点火操作量修正部，其修正所述点火操作量，使得所述不规则流动比率的推测值成为设定比率值以下，该设定比率值是所述不规则流动比率的到达目标，

所述点火控制部包括：

能量供给量推测部，其根据对所述点火线圈的初级侧通电的点火通电时间，推测向所述点火线圈供给的供给能量的能量供给量；

修正判断部，其基于所述不规则流动比率的推测值、所述能量供给量和所述不规则流动比率的目标值，判断实施或不实施所述点火操作量的修正，

15.如权利要求14所述的控制装置，其特征在于：

所述不规则流动比率的目标值包括所述设定比率值，

所述修正判断部在所述不规则流动比率的推测值为所述设定比率值以下的情况下，判断实施或不实施使所述供给能量减少的修正。

16.如权利要求14所述的控制装置，其特征在于：

所述火花塞的点火时期越延迟，所述不规则流动比率推测部将所述不规则流动比率推测得越大。

17.如权利要求14所述的控制装置，其特征在于：

所述内燃机的转速越小，所述不规则流动比率推测部将所述不规则流动比率推测得越小，所述内燃机的转矩越大，所述不规则流动比率推测部将所述不规则流动比率推测得越大。

18.如权利要求14所述的控制装置，其特征在于：

所述滚流控制阀的开度越小，所述不规则流动比率推测部将所述不规则流动比率推测得越小。

19.如权利要求14所述的控制装置，其特征在于：

所述内燃机包括变更设置于所述内燃机的吸气阀动作的时间的可变阀，

因所述可变阀的动作而所述吸气阀的关闭时期越提前，所述不规则流动比率推测部将所述不规则流动比率推测得越大。