從第1空燃比向第2空燃比切換。
[0071]接著，對運(yùn)算單元406進(jìn)行說明。對運(yùn)算單元406輸入要求第1轉(zhuǎn)矩。運(yùn)算單元406使用轉(zhuǎn)矩-空氣量變換映射來將要求第1轉(zhuǎn)矩變換為空氣量。轉(zhuǎn)矩-空氣量變換映射的檢索中，使用第1空燃比與第2空燃比的中間的空燃比，S卩，使用作為比第1空燃比稀且比第2空燃比濃的空燃比的第3空燃比。在圖中，第3空燃比記作“AF3”。因此，在運(yùn)算單元406中，算出在第3空燃比下實(shí)現(xiàn)要求第1轉(zhuǎn)矩所需的空氣量。以下，將由運(yùn)算單元406算出的空氣量稱作中間空氣量，在圖中記作“KLi”。
[0072]接著，對運(yùn)算單元408進(jìn)行說明。運(yùn)算單元408與運(yùn)算單元406 —起構(gòu)成本發(fā)明的目標(biāo)空燃比切換單元。運(yùn)算單元408中，作為目標(biāo)空燃比的既定值，預(yù)先設(shè)定有在化學(xué)當(dāng)量模式下使用的第1空燃比和在稀模式下使用的第2空燃比。還預(yù)先設(shè)定有作為中間空燃比的第3空燃比。第3空燃比的具體值基于與點(diǎn)火正時的延遲界限的關(guān)系和/或與排氣性能的關(guān)系而適當(dāng)?shù)貨Q定。對運(yùn)算單元408輸入由運(yùn)算單元404決定的假想空燃比、由運(yùn)算單元406算出的中間空氣量、由運(yùn)算單元162算出的目標(biāo)空氣量的前一步驟值以及由運(yùn)算單元174算出的推定空氣量的前一步驟值。
[0073]運(yùn)算單元408在檢測到從運(yùn)算單元404輸入的假想空燃比被從第1空燃比切換到第2空燃比時，按每個控制步驟實(shí)施中間空氣量與推定空氣量的比較。在假想空燃比剛從第1空燃比切換成第2空燃比后，推定空氣量成為比中間空氣量小的值。最終，在推定空氣量達(dá)到中間空氣量時，運(yùn)算單元408將目標(biāo)空燃比從第1空燃比向第3空燃比切換。接著，運(yùn)算單元408按每個控制步驟實(shí)施目標(biāo)空氣量與推定空氣量的差的計(jì)算。并且，在推定空氣量充分接近目標(biāo)空氣量后，具體而言，在目標(biāo)空氣量與推定空氣量的差成為了預(yù)定的閾值以下后，運(yùn)算單元408將目標(biāo)空燃比從第3空燃比向第2空燃比切換。S卩，在假想空燃比從第1空燃比向第2空燃比的切換后，目標(biāo)空燃比從第1空燃比暫時切換為作為中間空燃比的第3空燃比，經(jīng)第3空燃比而向第2空燃比切換。通過目標(biāo)空燃比的切換，運(yùn)轉(zhuǎn)模式從化學(xué)當(dāng)量模式向稀模式切換。
[0074]最后，對運(yùn)算單元410進(jìn)行說明。運(yùn)算單元410計(jì)算切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩。如前述那樣，切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩與要求第2轉(zhuǎn)矩和/或其他第2轉(zhuǎn)矩一起被輸入到運(yùn)算單元146，由運(yùn)算單元146選擇其中的最小值。要求第2轉(zhuǎn)矩、其他第2轉(zhuǎn)矩通常是無效值，僅在產(chǎn)生了特定的事件的情況下切換成有效值。對于切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩也是同樣的，運(yùn)算單元410通常將切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩的輸出值設(shè)為無效值。
[0075]對運(yùn)算單元410輸入要求第1轉(zhuǎn)矩、目標(biāo)空燃比以及假想空燃比。根據(jù)運(yùn)算單元404,408的邏輯，目標(biāo)空燃比與假想空燃比在運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換前一致，在切換處理的完成后也一致。但是，在運(yùn)轉(zhuǎn)模式的切換處理的中途，在目標(biāo)空燃比與假想空燃比之間產(chǎn)生偏離。運(yùn)算單元410僅在目標(biāo)空燃比與假想空燃比之間產(chǎn)生了偏離的期間，算出具有有效值的切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩。此處，作為切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩的有效值而使用的是要求第1轉(zhuǎn)矩。SP，在目標(biāo)空燃比與假想空燃比之間產(chǎn)生了偏離的期間，從運(yùn)算單元410輸出要求第1轉(zhuǎn)矩作為切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩。
[0076]以上是運(yùn)算單元122的邏輯、即本實(shí)施方式所采用的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的切換的邏輯的詳情。接著，對于按照上述邏輯執(zhí)行發(fā)動機(jī)控制的情況下的控制結(jié)果，與比較例的控制結(jié)果對比進(jìn)行說明。在比較例中，在圖1所示的控制裝置的邏輯中，在假想空燃比從第1空燃比向第2空燃比的變更后，將目標(biāo)空燃比從第1空燃比直接向第2空燃比切換。
[0077]圖3是示出本實(shí)施方式的ECU的控制結(jié)果的表象的時間圖。圖4是示出比較例的表象的時間圖。在圖3和圖4的每個圖中，第1階的圖示出轉(zhuǎn)矩的時間變化。如前述那樣，“TQlr”是要求第1轉(zhuǎn)矩，“TQ2c”是切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩，“TQe”是推定轉(zhuǎn)矩。此外，設(shè)為此處要求第1轉(zhuǎn)矩成為最終的目標(biāo)第1轉(zhuǎn)矩，切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩成為最終的目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩。另外，與這些轉(zhuǎn)矩不同，圖中由虛線示出實(shí)際轉(zhuǎn)矩。但是，實(shí)際轉(zhuǎn)矩在實(shí)際的發(fā)動機(jī)控制中不被計(jì)測。圖中描繪的實(shí)際轉(zhuǎn)矩的線是由試驗(yàn)結(jié)果支持的圖線。
[0078]圖3和圖4中的第2階的圖示出空氣量的時間變化。如前述那樣，“KLt”是目標(biāo)空氣量，“KLe”是推定空氣量，“KLi”是中間空氣量。圖中由虛線示出這些空氣量和實(shí)際空氣量。其中，實(shí)際空氣量在實(shí)際的發(fā)動機(jī)控制中不被計(jì)測。圖中描繪的實(shí)際空氣量的線是由試驗(yàn)結(jié)果支持的圖線。
[0079]圖3和圖4中的第3階的圖示出切換用目標(biāo)效率的時間變化。如前述那樣，“ n tc”是切換用目標(biāo)效率。此外，設(shè)為此處切換用目標(biāo)效率成為最終的目標(biāo)效率。
[0080]圖3和圖4中的第4階的圖示出指示點(diǎn)火正時效率的時間變化。如前述那樣，“ n i”是指示點(diǎn)火正時效率。
[0081]圖3和圖4中的第5階的圖示出點(diǎn)火正時的時間變化。如前述那樣，“SA”是點(diǎn)火正時。圖中由雙點(diǎn)劃線示出點(diǎn)火正時的延遲界限。另外，在圖4中，由虛線示出沒有被延遲界限保護(hù)的情況下的點(diǎn)火正時的時間變化。
[0082]圖3和圖4中的第6階的圖示出空燃比的時間變化。如前述那樣，“AFt”是目標(biāo)空燃比，“AFh”是假想空燃比。另外，“AF1”是第1空燃比，“AF2”是第2空燃比，“AF3”是第3空燃比。并且，在圖3和圖4中的第7階的圖中示出實(shí)際空燃比的時間變化。
[0083]首先，從圖4所示的比較例的控制結(jié)果進(jìn)行考察。根據(jù)比較例，在目標(biāo)空燃比從第1空燃比向第2空燃比的切換之前，假想空燃比從第1空燃比向第2空燃比切換。通過該切換，目標(biāo)空氣量階段性地增大到與第2空燃比相應(yīng)的空氣量，實(shí)際空氣量也以跟隨目標(biāo)空氣量的方式大幅增大。通過如此在目標(biāo)空燃比的切換之前使目標(biāo)空氣量增大，能夠在目標(biāo)空燃比的切換時刻之前使空氣量增大到與第2空燃比相應(yīng)的量。
[0084]空氣量會比實(shí)現(xiàn)要求第1轉(zhuǎn)矩所需的空氣量多出使目標(biāo)空氣量先于目標(biāo)空燃比的切換而增大的量。根據(jù)圖1所示的邏輯，由空氣量的過剩引起的轉(zhuǎn)矩的增加通過由點(diǎn)火正時的延遲引起的轉(zhuǎn)矩的減少而抵消。然而，由于用于防止失火的引導(dǎo)功能，點(diǎn)火正時被延遲界限限制，所以不能使點(diǎn)火正時延遲所需的量，變得不能避免由空氣量的過剩引起的轉(zhuǎn)矩的增大。其結(jié)果，在圖4所示的比較例中，實(shí)際轉(zhuǎn)矩暫時相對于要求第1轉(zhuǎn)矩過剩，有損于與駕駛員的減速要求對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩的平滑的減少。
[0085]接著，基于圖3說明由本實(shí)施方式采用的邏輯的控制結(jié)果。減速時，在要求第1轉(zhuǎn)矩下降到記作“Ref”的基準(zhǔn)值的等級之前，目標(biāo)空燃比和假想空燃比都被維持為作為理論空燃比的第1空燃比。因而，根據(jù)要求第1轉(zhuǎn)矩和假想空燃比算出的目標(biāo)空氣量與要求第1轉(zhuǎn)矩的減少連動地減少。這期間的切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩，在目標(biāo)空燃比與假想空燃比一致時響應(yīng)于此而被設(shè)為無效值。若切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩是無效值，則指示點(diǎn)火正時效率成為1，所以點(diǎn)火正時維持為最佳點(diǎn)火正時。此外，在圖中點(diǎn)火正時與要求第1轉(zhuǎn)矩的減少相應(yīng)地變化，但這是與最佳點(diǎn)火正時根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和/或空氣量變化對應(yīng)的變化。
[0086]在要求第1轉(zhuǎn)矩低于基準(zhǔn)值時，僅假想空燃比從第1空燃比向第2空燃比切換。SP，目標(biāo)空燃比維持為理論空燃比，另一方面，假想空燃比階段性地被稀化。在作為稀的空燃比的第2空燃比下的運(yùn)轉(zhuǎn)中，需要比作為理論空燃比的第1空燃比下的運(yùn)轉(zhuǎn)所需的空氣量多的空氣量。因而，通過將目標(biāo)空氣量的計(jì)算所使用的假想空燃比階段性地向第2空燃比切換，在該切換的時刻目標(biāo)空氣量也會階段性地增大。但是，從致動器動作到空氣量變化為止存在響應(yīng)延遲，所以實(shí)際的空氣量和作為其推定值的推定空氣量不會階段性地增大，而是延遲于目標(biāo)空氣量而增大，最終，實(shí)際空氣量和推定空氣量達(dá)到中間空氣量，在該時亥IJ，目標(biāo)空燃比被從第1空燃比切換為第3空燃比。實(shí)際空氣量和推定空氣量進(jìn)一步增大而逐漸收斂于目標(biāo)空氣量，最終，目標(biāo)空氣量與推定空氣量的差成為閾值以下。在該時刻，目標(biāo)空燃比被從第3空燃比切換成第2空燃比。
[0087]從要求第1轉(zhuǎn)矩低于基準(zhǔn)值而目標(biāo)空燃比與假想空燃比偏離起、到目標(biāo)空燃比與假想空燃比再次一致為止的期間，切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩被設(shè)為與是有效值的要求第1轉(zhuǎn)矩相同的值。另一方面，基于推定空氣量和目標(biāo)空燃比計(jì)算的推定轉(zhuǎn)矩在目標(biāo)空燃比被維持為第1空燃比的期間，伴隨由假想空燃比從第1空燃比向第2空燃比的切換引起的推定空氣量的增大，與要求第1轉(zhuǎn)矩相比較而逐漸增大。但是，由于目標(biāo)空燃比從第1空燃比向作為更稀的空燃比的第3空燃比切換，推定轉(zhuǎn)矩階段性地減少。目標(biāo)空燃比從第1空燃比向第3空燃比的切換在推定空氣量達(dá)到了在第3空燃比下能夠?qū)崿F(xiàn)要求第1轉(zhuǎn)矩的空氣量的時刻進(jìn)行，所以剛切換目標(biāo)空燃后的推定轉(zhuǎn)矩與要求第1轉(zhuǎn)矩一致。其后，伴隨推定空氣量朝向目標(biāo)空氣量進(jìn)一步增大，推定轉(zhuǎn)矩再次與要求第1轉(zhuǎn)矩相比逐漸變大。不久，推定空氣量收斂于目標(biāo)空氣量，目標(biāo)空燃比被從第3空燃比切換成第2空燃比，由此，推定轉(zhuǎn)矩階段性地減少而與要求第1轉(zhuǎn)矩一致。
[0088]從目標(biāo)空燃比與假想空燃比偏離起、到目標(biāo)空燃比與假想空燃比再次一致的期間，相對于要求第1轉(zhuǎn)矩，推定轉(zhuǎn)矩如上述那樣變化，作為其結(jié)果，切換用目標(biāo)第2轉(zhuǎn)矩相對于推定轉(zhuǎn)矩的比率即指示點(diǎn)火正時效率成為比1小的值。詳細(xì)而言，從假想空燃比被從第1空燃比切換成第2空燃比起、到目標(biāo)空燃比被從第1空燃比切換成第3空燃比的期間，指示點(diǎn)火正時效率單調(diào)減少。然后，在目標(biāo)空燃比被從第1空燃比切換成第3空燃比的時刻返回1。其后，在到目標(biāo)空燃比被從第3空燃比切換成第2空燃比為止的期間，指示點(diǎn)火正時效率再次單調(diào)減少。
[0089]指示點(diǎn)火正時效率決定點(diǎn)火正時。指示點(diǎn)火正時效率的值越小，則點(diǎn)火正時相對于最佳點(diǎn)火正時的延遲量越大。從假想空燃比從第1空燃比切換成第2空燃比起、到目標(biāo)空燃比從第1空燃比切換成第3空燃比為止的期間，點(diǎn)火正時對指示點(diǎn)火正時效率的減少進(jìn)行響應(yīng)而單調(diào)延遲。但是，對在目標(biāo)空燃比從第1空燃比切換成第3空燃比的時刻指示點(diǎn)火正時效率返回1進(jìn)行響應(yīng)，點(diǎn)火正時再次返回最佳點(diǎn)火正時。然后，在到目標(biāo)空燃比從第3空燃比切換成第2空燃比為止的期間，點(diǎn)火正時對指示點(diǎn)火正時效率的減少進(jìn)行響應(yīng)而再次單調(diào)延遲。
[0090]在之前說明的比較例中，在正在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)模式的切換的轉(zhuǎn)變期間，要求使點(diǎn)火正時持續(xù)地單調(diào)延遲。但是，對點(diǎn)火正時設(shè)定有延遲界限，不允許超過延遲界限地使點(diǎn)火正時延遲。其結(jié)果，無法通過點(diǎn)火正時的延遲充分地抵消由空氣量的過剩引起的轉(zhuǎn)矩的增大。與此相對，根據(jù)本實(shí)施方式所采用的邏輯，在轉(zhuǎn)變期間，點(diǎn)火正時并非持續(xù)地單調(diào)延遲，而是在中途暫時返回最佳點(diǎn)火正時，再次以最佳點(diǎn)火正時為出發(fā)點(diǎn)單調(diào)延遲。根據(jù)這樣的點(diǎn)火正時