本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機的控制裝置以及控制方法。

背景技術(shù)：

日本特開平10－176570中公開了一種以與理論空燃比相比而較大的過稀空燃比來實施稀燃運轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機的控制裝置。在該控制裝置中，根據(jù)由爆震傳感器檢測到的爆震的檢測結(jié)果，而計算出點火正時的滯后量，并利用曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的輸出值，而計算出轉(zhuǎn)矩變動值。而且，在計算出的轉(zhuǎn)矩變動值超過目標值的情況下，為了空燃比的過濃化而執(zhí)行噴射燃料的增量。另外，在點火正時的滯后量超過預定量的情況下，噴射燃料的增量的執(zhí)行被限制。

內(nèi)燃機的控制裝置從爆震抑制等目的出發(fā)，有時會根據(jù)點火正時的滯后要求而實施點火正時的滯后。在點火正時被滯后時，轉(zhuǎn)矩變動會變大。根據(jù)日本特開平10－176570，為了實施用于轉(zhuǎn)矩變動抑制的空燃比的過濃化，從而需要計算出實際的轉(zhuǎn)矩變動值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

轉(zhuǎn)矩變動值的計算，需要經(jīng)過預定的多個循環(huán)。因此，在轉(zhuǎn)矩變動值的計算完成之前，實際的轉(zhuǎn)矩變動值有可能超過轉(zhuǎn)矩變動極限值。

另一方面，考慮到如下方式，即，預先存儲對點火正時以及空燃比與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系進行了規(guī)定的關(guān)系信息(例如，映射表)，并且通過使用該關(guān)系信息，從而在不實施實物上的轉(zhuǎn)矩變動值的計算的情況下，實施點火正時的滯后。但是，達到轉(zhuǎn)矩變動極限值時的點火正時的值能夠根據(jù)與燃燒有關(guān)的環(huán)境條件的變化而發(fā)生變化。在此，作為環(huán)境條件，至少設(shè)想進氣溫度、發(fā)動機冷卻水溫度、發(fā)動機潤滑油溫度以及燃料的辛烷值。

如上所述，達到轉(zhuǎn)矩變動極限值時的點火正時的值根據(jù)上述環(huán)境條件的變化而發(fā)生變化。因此，為了在實施點火正時的滯后時不超過轉(zhuǎn)矩變動極限值，而產(chǎn)生了以對考慮到環(huán)境條件的變化的余量進行了估計的方式來確定轉(zhuǎn)矩變動極限值的需要。在對上述的余量進行估計而確定了轉(zhuǎn)矩變動極限值的情況下，即使在相對于實施點火正時的滯后時的實際的環(huán)境條件下的轉(zhuǎn)矩變動極限值而實際上存在富余的情況下，但為了抑制轉(zhuǎn)矩變動的增加而也實施空燃比的過濃化。其結(jié)果為，會存在耗油率惡化的情況。因此可以說，優(yōu)選為，在確定轉(zhuǎn)矩變動極限值時所估計的富余足夠少。而且為此，為了在與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間規(guī)定關(guān)系信息而使用的發(fā)動機參數(shù)優(yōu)選為，在不易受到上述環(huán)境條件的變化的影響的同時能夠確定轉(zhuǎn)矩變動極限值的參數(shù)，以代替上述的點火正時以及空燃比。

本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機的控制裝置以及控制方法，其具備對不易受到上述的環(huán)境條件的變化的影響的發(fā)動機參數(shù)與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系進行規(guī)定的關(guān)系信息，且利用這樣的關(guān)系信息，而在不在實物中對轉(zhuǎn)矩變動值進行計算的情況下對超過轉(zhuǎn)矩變動極限值的情況進行抑制的同時實施點火正時的滯后。

用于解決課題的方法

本發(fā)明的第一方式提供一種內(nèi)燃機的控制裝置。所述內(nèi)燃機包括點火裝置、燃料噴射閥和缸內(nèi)壓力傳感器。所述點火裝置被構(gòu)成為，對所述內(nèi)燃機的氣缸內(nèi)的混合氣體進行點火。所述燃料噴射閥被構(gòu)成為，向所述氣缸內(nèi)供給燃料。所述缸內(nèi)壓力傳感器被構(gòu)成為，對缸內(nèi)壓力進行檢測。所述控制裝置包括電子控制單元。所述電子控制單元被構(gòu)成為，根據(jù)所述缸內(nèi)壓力傳感器的輸出值，而對著火性指標值以及燃燒正時指標值進行計算。所述電子控制單元被構(gòu)成為，存儲對所述著火性指標值以及所述燃燒正時指標值與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系進行規(guī)定的關(guān)系信息，并存儲基于所述關(guān)系信息而得到的轉(zhuǎn)矩變動極限線。所述電子控制單元被構(gòu)成為，在將所述著火性指標值設(shè)為x坐標值且將所述燃燒正時指標值設(shè)為y坐標值的xy平面上，對所述內(nèi)燃機的當前的工作點與所述轉(zhuǎn)矩變動極限線上的點之間的距離進行計算。所述當前的工作點是通過所述著火性指標值以及所述燃燒正時指標值而被確定的。所述電子控制單元被構(gòu)成為，在所述距離大于閾值的情況下，執(zhí)行對所述點火裝置進行控制以使點火正時滯后的第一控制。所述電子控制單元被構(gòu)成為，在所述距離為所述閾值以下的情況下，執(zhí)行如下的第二控制，即，對所述燃料噴射閥進行控制以使空燃比過濃化，且對所述點火裝置進行控制以使所述點火正時滯后。

在所述控制裝置中，可以采用如下的方式，即，所述內(nèi)燃機還具備爆震檢測器，所述爆震檢測器對爆震進行檢測。所述電子控制單元可以為，在所述第一控制中，當在根據(jù)所述爆震檢測器的檢測結(jié)果而抑制爆震的情況下所述距離大于所述閾值時，使所述點火正時滯后。所述電子控制單元可以為，在所述第二控制中，當在根據(jù)所述爆震檢測器的檢測結(jié)果而抑制爆震的情況下所述距離為所述閾值以下時，使所述空燃比過濃化并且使所述點火正時滯后。

在所述控制裝置中，可以采用如下的方式，即，所述電子控制單元被構(gòu)成為，以在所述xy平面上使所述工作點不超過與當前的爆震等級相等的等爆震等級線、且不超過所述轉(zhuǎn)矩變動極限線的方式來確定所述第二控制中的用于使空燃比過濃化的噴射燃料的增量值和所述點火正時的滯后量。所述等爆震等級線可以為，根據(jù)爆震強度和爆震頻率中的至少一方而被規(guī)定的爆震等級為固定的線。

在上述控制裝置中，可以采用如下的方式，即，所述內(nèi)燃機為以與理論空燃比相比而較大的過稀空燃比而實施稀燃運轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機。所述閾值可以為，在所述過稀空燃比較大的情況下，與所述過稀空燃比較小的情況相比而較大。

在上述控制裝置中，可以采用如下的方式，即，所述電子控制單元被構(gòu)成為，將所述當前的工作點與所述轉(zhuǎn)矩變動極限線之間的最短距離作為所述距離而進行計算。

在上述控制裝置中，可以采用如下的方式，即，所述電子控制單元被構(gòu)成為，將所述當前的工作點與如下點之間的距離作為所述距離而進行計算，所述點為穿過所述當前的工作點的等空燃比線與所述轉(zhuǎn)矩變動極限線的交點。

本發(fā)明的第二方式提供一種內(nèi)燃機的控制方法。所述內(nèi)燃機包括點火裝置、燃料噴射閥、缸內(nèi)壓力傳感器。所述點火裝置被構(gòu)成為，對所述內(nèi)燃機的氣缸內(nèi)的混合氣體進行點火。所述燃料噴射閥被構(gòu)成為，向所述氣缸內(nèi)供給燃料。所述缸內(nèi)壓力傳感器被構(gòu)成為，對缸內(nèi)壓力進行檢測。所述控制方法的特征在于：根據(jù)所述缸內(nèi)壓力傳感器的輸出值，而對著火性指標值以及燃燒正時指標值進行計算；存儲對所述著火性指標值以及所述燃燒正時指標值與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系進行規(guī)定的關(guān)系信息；存儲基于所述關(guān)系信息而得到的轉(zhuǎn)矩變動極限線；在將所述著火性指標值設(shè)為x坐標值且將所述燃燒正時指標值設(shè)為y坐標值的xy平面上，對所述內(nèi)燃機的當前的工作點與所述轉(zhuǎn)矩變動極限線上的點之間的距離進行計算，所述當前的工作點是通過所述著火性指標值以及所述燃燒正時指標值而被確定的；在所述距離大于閾值的情況下，執(zhí)行對所述點火裝置進行控制以使點火正時滯后的第一控制；并且，在所述距離為所述閾值以下的情況下，執(zhí)行如下的第二控制，即，對所述燃料噴射閥進行控制以使空燃比過濃化，且對所述點火裝置進行控制以使所述點火正時滯后。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在實施點火正時的滯后時，利用了對著火性指標值以及燃燒正時指標值與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系進行規(guī)定的關(guān)系信息。根據(jù)該關(guān)系信息，能夠不易受到與燃燒有關(guān)的環(huán)境條件(至少進氣溫度、發(fā)動機冷卻水溫度、發(fā)動機潤滑油溫度以及燃料的辛烷值)的變化的影響，而對相對于著火性指標值以及燃燒正時指標值的轉(zhuǎn)矩變動極限值進行確定。因此，無需對考慮到上述的環(huán)境條件的變化的余量進行估計(至少使這樣的余量足夠小的同時)，就能夠在將指標值設(shè)為x坐標值且將燃燒正時指標值設(shè)為y坐標值的xy平面上，掌握轉(zhuǎn)矩變動極限線。而且，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在上述xy平面上的當前的工作點與轉(zhuǎn)矩變動極限線上的點之間的距離大于閾值的情況下，點火正時被滯后。另一方面，在該距離在閾值以下的情況下，通過執(zhí)行空燃比的過濃化和點火正時的滯后，從而能夠在抑制轉(zhuǎn)矩變動的增加的同時執(zhí)行點火正時的滯后。由此，由于通過利用上述關(guān)系信息而能夠適當?shù)卣莆债斍暗墓ぷ鼽c與轉(zhuǎn)矩變動極限線之間的位置關(guān)系的同時實施點火正時的滯后，因此，能夠在不在實物上對轉(zhuǎn)矩變動值進行計算的情況下對超過轉(zhuǎn)矩變動極限值的情況進行抑制的同時實施點火正時的滯后。

附圖說明

本發(fā)明的典型的實施方式中的特征、優(yōu)點和技術(shù)工業(yè)的重要性將通過如下的附圖進行記載，其中，符號代表元素。

圖1為用于對本發(fā)明的實施方式1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行說明的圖。

圖2為表示點火正時和燃燒質(zhì)量比例的波形的圖。

圖3為用于對基本點火正時的設(shè)定進行說明的圖。

圖4為表示與理論空燃比相比靠過稀側(cè)的過稀空燃比區(qū)域中的基本點火正時與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系的圖。

圖5a為，使用了利用點火正時以及空燃比而規(guī)定了轉(zhuǎn)矩變動極限值的關(guān)系，以不超過轉(zhuǎn)矩變動極限線的方式實施點火正時的滯后時的說明圖。

圖5b為，使用了利用點火正時以及空燃比而規(guī)定了轉(zhuǎn)矩變動極限值的關(guān)系，以不超過轉(zhuǎn)矩變動極限線的方式實施點火正時的滯后時的說明圖。

圖6為通過與點火正時以及空燃比之間的關(guān)系來表示對因關(guān)于燃燒的環(huán)境條件的變化而引起的轉(zhuǎn)矩變動極限線的變化的圖。

圖7為通過與點火性指標值sa－ca10以及曲柄角度ca50之間的關(guān)系來表示轉(zhuǎn)矩變動極限線的圖。

圖8為用于對距離y的計算方法進行說明的圖。

圖9為用于對在判斷為距離y在閾值z以下的情況下的控制進行說明的圖。

圖10為在所述實施方式1中實施的程序的流程圖。

圖11a為用于對點火正時的滯后量(預定量r1)的計算方法進行說明的圖。

圖11b為用于對點火正時的滯后量(預定量r1)的計算方法進行說明的圖.

圖12為用于對距離y的其他計算例進行說明的圖。

具體實施方式

參照圖1～圖11，對本發(fā)明的實施方式1進行說明。

圖1為用于對實施方式1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行說明的圖。圖1所示的系統(tǒng)具備火花點火式的內(nèi)燃機(作為一個示例，為汽油發(fā)動機)10。在內(nèi)燃機10的氣缸內(nèi)設(shè)置有活塞12。在氣缸內(nèi)的活塞12的頂部側(cè)形成有燃燒室14。在燃燒室14中，連通有進氣通道16以及排氣通道18。

在進氣通道16的進氣口處，設(shè)置有對該進氣口進行開閉的進氣閥20。在排氣通道18的排氣口處，設(shè)置有對該排氣口進行開閉的排氣閥22。在進氣通道16上設(shè)置有電子控制式的節(jié)氣門24。在內(nèi)燃機10的各氣缸上，分別設(shè)置有用于向燃燒室14內(nèi)(氣缸內(nèi))直接噴射燃料的燃料噴射閥26以及用于對混合氣體進行點火的點火裝置(僅圖示火化塞)28。而且，在各氣缸中裝入有用于對缸內(nèi)壓力進行檢測的缸內(nèi)壓力傳感器30。另外，在排氣通道18上設(shè)置有用于對廢氣進行凈化的排氣凈化催化劑32。向內(nèi)燃機10的氣缸內(nèi)供給燃料的燃料噴射閥或者也可以代替換缸內(nèi)噴射式的燃料噴射閥26而為與缸內(nèi)噴射式的燃料噴射閥26一起向進氣口噴射燃料的端口噴射式的燃料噴射閥。

本實施方式的系統(tǒng)具備電子控制單元(ecu)40和對下述的各種致動器進行驅(qū)動的驅(qū)動電路(省略圖示)等，以作為對內(nèi)燃機10進行控制的控制裝置。ecu40具備輸入輸出接口和存儲器40a和運算處理裝置(cpu)40b。輸入輸出接口是為了從內(nèi)燃機10或搭載內(nèi)燃機10的車輛上所安裝的各種傳感器獲取傳感器信號，并向內(nèi)燃機10所具備的各種致動器輸出操作信號而被設(shè)置的。在存儲器40a中，存儲有用于對內(nèi)燃機10進行控制的各種控制程序以及映射表等。cpu40b根據(jù)存儲于存儲器40a中的控制程序等而執(zhí)行各種運算處理，并根據(jù)所獲取的傳感器信號而生成各種致動器的操作信號。

在ecu40獲取信號的傳感器中，除了上述的缸內(nèi)壓力傳感器30之外，還包括被配置于曲軸(省略圖示)的附近的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42、被配置于進氣通道16的入口附近的空氣流量傳感器44、以及用于對爆震進行檢測的爆震傳感器46(爆震檢測器的一個示例)等用于取得發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器。作為爆震傳感器46，作為一個示例能夠使用通過壓電元件而對傳遞至氣缸體的內(nèi)燃機10的振動進行檢測的方式的傳感器。

在ecu40發(fā)出操作信號的致動器中，包括上述的節(jié)氣門24、燃料噴射閥門26以及點火裝置28等用于對發(fā)動機運轉(zhuǎn)進行控制的各種致動器。另外，ecu40具有對缸內(nèi)壓力傳感器30的輸出信號以與曲柄角度同步的方式進行ad轉(zhuǎn)換并取得的功能。由此，在ad轉(zhuǎn)換的分辨力所允許的范圍內(nèi)，能夠?qū)θ我獾那S轉(zhuǎn)角正時的缸內(nèi)壓力進行檢測。而且，ecu40存儲了對曲柄角度與缸內(nèi)容積之間的關(guān)系進行規(guī)定的映射表，參照這樣的映射表，能夠計算出與曲柄角度對應的缸內(nèi)容積。

接下來，對利用了缸內(nèi)壓力傳感器的mfb的實測數(shù)據(jù)的計算進行說明。圖2為表示點火正時與燃燒質(zhì)量比例的波形的圖。根據(jù)具備缸內(nèi)壓力傳感器30和曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42的本實施方式的系統(tǒng)，能夠在內(nèi)燃機10的各循環(huán)中，取得與曲柄角度同步下的缸內(nèi)壓力p的實測數(shù)據(jù)。缸內(nèi)壓力p的實測數(shù)據(jù)是指，具體地作為每個預定曲柄角度的值而被計算出的缸內(nèi)壓力p的集合數(shù)據(jù)。利用所獲得的缸內(nèi)壓力p的實測數(shù)據(jù)和熱力學第一定律，根據(jù)以下的式(1)、式(2)，能夠?qū)θ我獾那嵌圈认碌臍飧變?nèi)的熱釋放量q進行計算。而且，利用所計算出的熱釋放量q的實測數(shù)據(jù)(作為每個預定曲柄角度的值而被計算出的熱釋放量q的集合)，能夠根據(jù)以下的(3)式，而對任意的曲柄角度θ下的燃燒質(zhì)量比例(以下，稱為“mfb”)進行計算。在此基礎(chǔ)上，通過針對每個預定曲柄角度而執(zhí)行mfb的計算處理，從而能夠?qū)εc曲柄角度同步下的mfb的實測數(shù)據(jù)(實測mfb的集合)進行計算。mfb的實測數(shù)據(jù)在燃燒期間及其前后的預定曲軸轉(zhuǎn)角期間(在此，作為一個示例，從進氣閥20的關(guān)閉正時ivc至排氣閥門22的打開正時evo為止的曲軸轉(zhuǎn)角期間)被計算出。

在上述式(1)中，v為缸內(nèi)容積，κ為缸內(nèi)氣體的比熱比。另外，在上述式(3)中，θmin為燃燒啟始點，θmax為燃燒結(jié)束點。

根據(jù)通過上述方法而計算出的mfb的實測數(shù)據(jù)，能夠?qū)fb成為確定比例α％時的曲柄角度(以下，稱為“確定比例燃燒點”，標記“caα”而進行表示)進行計算。接下來，參照圖2，對代表性的確定比例燃燒點caα進行說明。缸內(nèi)的燃燒在點火正時sa對混合氣體實施了點火之后伴隨著點火延遲而開始。將該燃燒的起始點(上述式(3)中的θmin)、即mfb上升時的曲柄角度稱為ca0。從ca0至mfb成為10％時的曲柄角度ca10為止的曲軸轉(zhuǎn)角期間(ca0－ca10)相當于初始燃燒期間。從ca10至mfb成為90％時的曲柄角度ca90為止的曲軸轉(zhuǎn)角期間(ca10－ca90)相當于主燃燒期間。另外，在本實施方式中，將mfb成為50％時的曲柄角度ca50作為燃燒重心來使用。mfb成為100％時的曲柄角度ca100相當于熱釋放量q達到最大值的燃燒結(jié)束點(上述式(3)中的θmax)。燃燒期間作為從ca0至ca100的曲軸轉(zhuǎn)角期間而被確定。

基本點火正時作為與內(nèi)燃機10的運轉(zhuǎn)條件(主要為，發(fā)動機負載或發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、和空燃比)相應的值而被事先設(shè)定，并被存儲于存儲器40a中。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩例如能夠利用使用缸內(nèi)壓力傳感器30而取得的缸內(nèi)壓力p的實測數(shù)據(jù)而進行計算。

圖3為用于對基本點火正時的設(shè)定進行說明的圖，表示作為一個示例的預定發(fā)動機轉(zhuǎn)速下的基本點火正時與發(fā)動機負載之間的關(guān)系。圖3中表示了成為基本點火正時的候選的兩個點火正時、即最大扭矩的最小點火提前角(minimumadvanceforbesttorque：mbt)點火正時和爆震點火正時。

此處所稱的爆震點火正時是指，能夠獲得預定的目標爆震等級的點火正時。爆震等級為基于爆震強度和爆震頻率的指標?；诒饛姸群捅痤l率的指標更加具體而言是指，被設(shè)為爆震強度越大則越高、另外爆震頻率越高則越高的指標。作為一個示例，爆震強度能夠作為與根據(jù)爆震傳感器46的輸出信號而被計算出的振動的強度相對應的值來進行計算。爆震頻率是指，所關(guān)注的爆震強度的爆震在預定的多個循環(huán)中產(chǎn)生的頻率。因此，爆震等級被設(shè)為，在預定的多個循環(huán)中所產(chǎn)生的爆震的爆震強度越高、另外、該多個循環(huán)中的爆震頻率越高則越高。

由于發(fā)動機負載越高，則燃燒時的缸內(nèi)壓力以及缸內(nèi)溫度越高，因此，容易產(chǎn)生爆震。因此，發(fā)動機負載越高，則mbt點火正時越向滯后側(cè)轉(zhuǎn)移。另外，發(fā)動機負載越高，則越容易發(fā)生爆震強度較大的爆震，另外，爆震頻率也越容易變高。因此，發(fā)動機負載越高，則爆震點火正時(即，如上所述，為能夠獲得目標爆震等級的點火正時)越向滯后側(cè)轉(zhuǎn)移。而且，如圖3所示，在低負載側(cè)，mbt點火正時成為滯后側(cè)的值，在高負載側(cè)，爆震點火正時成為滯后側(cè)的值。作為各發(fā)動機負載中的基本點火正時，在這些mbt點火正時以及爆震點火正時之中，選擇出滯后側(cè)的值。

內(nèi)燃機10中的點火正時的控制將對上述的基本點火正時加上點火正時滯后量(補正量)而得到的點火正時作為目標點火正時而執(zhí)行。本實施方式中所設(shè)想的滯后要求為，以爆震抑制(更加具體而言，爆震等級的降低)為目的的滯后要求。

在本實施方式中，爆震控制被執(zhí)行。爆震控制以使爆震等級接近于目標爆震等級的方式對點火正時進行控制。以降低爆震等級為目的的滯后請求為，有可能在爆震控制的執(zhí)行中發(fā)出的請求。基本點火正時作為在與燃燒有關(guān)的環(huán)境條件為標準條件的情況下的值而被存儲于存儲器40a中。上述標準條件更加具體而言，是指進氣溫度、發(fā)動機冷卻水溫度、發(fā)動機潤滑油溫度以及燃料的辛烷值的各自被設(shè)為標準值的條件。只要是內(nèi)燃機10在接近于該標準條件的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)的情況下，就能夠通過相當于基本點火正時的目標點火正時而實現(xiàn)目標爆震等級。另一方面，例如，當在高外氣溫地區(qū)使內(nèi)燃機10運轉(zhuǎn)從而進氣溫度高于標準值時，或者在使用與標準值相比而較低的辛烷值的燃料的情況下，如果基本點火正時就此直接被使用，則爆震等級與目標爆震等級相比有可能變高。其結(jié)果為，為了將爆震等級下降至目標爆震等級，從而需要點火正時的滯后。

在此，對爆震控制的一個示例進行具體說明。該爆震控制所利用的點火正時滯后量通過以下的處理而被學習并被存儲于存儲器40a中。該點火正時滯后量根據(jù)爆震等級而被增減。爆震等級為，根據(jù)由爆震傳感器46檢測出的爆震的檢測結(jié)果而被計算出的爆震強度和爆震頻率。與爆震等級相應的點火正時滯后量的增減更加具體而言是指，在爆震等級高于目標爆震等級的情況下，點火正時滯后量被修正為增大預定量r1并被存儲于存儲器40a中。并且，爆震等級高于目標爆震等級的情況具體而言是指，爆震強度大于目標爆震等級的爆震強度的情況、或爆震頻率高于目標等級的爆震頻率的情況。其結(jié)果為，本判斷之后實施燃燒的氣缸的目標點火正時相對于當前值而被滯后。當點火正時被滯后時，通過使混合氣體的燃燒速度下降從而能夠?qū)⒏變?nèi)壓力的最大值pmax抑制得較低，由此，能夠降低爆震強度和爆震頻率。其結(jié)果為，能夠使爆震等級降低。另一方面，在被判斷為爆震等級在目標爆震等級以下的期間持續(xù)了預定期間的情況下，點火正時的提前指令被發(fā)出，點火正時滯后量被修正為減小預定量并被存儲于存儲器40a中。其結(jié)果為，本判斷之后進行燃燒的氣缸的目標點火正時相對于當前值而被提前。并且，點火正時滯后量為零。因此，目標點火正時的提前側(cè)的極限值成為基本點火正時。

根據(jù)以上所說明的爆震控制，即使在上述的環(huán)境條件相對于標準條件而向從爆震的觀點出發(fā)較嚴格的一側(cè)發(fā)生了變化的情況下，也能夠維持目標爆震等級。

接下來，對稀燃運轉(zhuǎn)時的基本點火正時與轉(zhuǎn)矩變動極限之間的關(guān)系進行說明。作為前提，在本實施方式中，以與理論空燃比相比而較大的過稀空燃比來實施稀燃運轉(zhuǎn)。圖4為，與理論空燃比相比而靠過稀側(cè)的過稀空燃比區(qū)域內(nèi)的基本點火正時與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系的圖。并且，作為一個示例，圖4表示爆震點火正時被選為基本點火正時的高負載區(qū)域內(nèi)的同一發(fā)動機負載以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速下的關(guān)系。補充說明，圖4中所示的基本點火正時的線(點火正時線)相當于爆震等級與目標爆震等級相等的等爆震等級線。在各等爆震等級線中，爆震等級是固定的?？杖急仍匠蔀檫^稀，則達到轉(zhuǎn)矩變動極限值時的點火正時的值越向提前側(cè)轉(zhuǎn)移。

在稀燃運轉(zhuǎn)中使點火正時滯后的情況下，與在理論空燃比燃燒運轉(zhuǎn)中使點火正時滯后的情況相比，轉(zhuǎn)矩變動容易變大。因此，在稀燃運轉(zhuǎn)時，與理論空燃比燃燒運轉(zhuǎn)時相比，從基本點火正時至轉(zhuǎn)矩變動極限線的點火正時的寬度變短(即，滯后的富余量變低)。更加具體而言，如圖4中箭頭標記所示，空燃比越成為過稀，則過稀空燃比區(qū)域中的富余量越變低。

接下來，圖5a以及圖5b對使用利用點火正時以及空燃比而規(guī)定了轉(zhuǎn)矩變動極限值的關(guān)系而以不超過轉(zhuǎn)矩變動極限線的方式實施點火正時的滯后的情況進行說明。此處所例示的點火正時以及空燃比與在本實施方式中所利用的后述的發(fā)動機參數(shù)不同。

圖5a以及圖5b所示的轉(zhuǎn)矩變動極限線l1作為上述的標準環(huán)境條件(進氣溫度等為標準值的條件)下的值而被確定。另一方面，轉(zhuǎn)矩變動極限線l2為考慮到環(huán)境條件的變化而被確定的。更加具體而言，轉(zhuǎn)矩變動極限線l2為，以即使在發(fā)生了環(huán)境條件的變化的情況下也具有用于使工作點p不超過本來的轉(zhuǎn)矩變動極限線l1的富余的方式而被確定的線。

在估計了與上述環(huán)境條件的變化相關(guān)的富余的情況下，在為了使爆震等級降低而發(fā)出了點火正時的滯后要求時，如圖5a以及圖5b所示，僅使點火正時從當前的工作點p1(事先適合的工作點)滯后至轉(zhuǎn)矩變動極限線l2。另一方面，由于當在過稀空燃比區(qū)域內(nèi)使空燃比過濃化時能夠提高燃燒穩(wěn)定性，因此，達到轉(zhuǎn)矩變動極限值時的點火正時的值向滯后側(cè)轉(zhuǎn)移。因此，在為了降低爆震等級而無法確保必要的滯后量的情況下，如圖5(a)所示，需要在通過噴射燃料的增量而使空燃比過濃化的同時持續(xù)進行所需的預定量(滯后量)r1的滯后。另外，也可以考慮到如下的對策，即，如圖5(b)中所例示的工作點p2那樣，將充分確保了滯后的富余量的工作點作為基本點火正時(初始值)來使用。

在利用點火正時以及空燃比與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的上述關(guān)系來判斷滯后的富余量的結(jié)構(gòu)中，即使在相對于執(zhí)行點火正時的滯后時的轉(zhuǎn)矩變動極限值而實際上存在富余的情況下，也存在空燃比被過濃化的可能性。由此，使空燃比充分過稀化的狀態(tài)下的稀燃運轉(zhuǎn)的實施的頻率將會減少。另外，當實施圖5b所示的對策時，使空燃比充分過稀化本身也變得困難。因此，無論在上述任何一種情況下，由稀燃運轉(zhuǎn)的實施而產(chǎn)生的耗油率降低的效果均會減小。另外，當在過稀空燃比區(qū)域內(nèi)空燃比接近于理論空燃比時，擔心nox的排出量的增加。

接下來，對為了規(guī)定與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系而在實施方式1中所利用的發(fā)動機參數(shù)進行說明。在稀燃運轉(zhuǎn)時為了使爆震等級降低而實施點火正時的滯后的情況下，盡可能不執(zhí)行由噴射燃料的增量而引起的空燃比的過濃化，并且使用極度過稀的空燃比。為此，優(yōu)選為，使轉(zhuǎn)矩變動極限線時所估計的富余足夠小，由此，能夠充分確保點火正時的可滯后量。而且，為此，優(yōu)選為，為了在與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間對關(guān)系信息進行規(guī)定而使用的發(fā)動機參數(shù)為，在不易受到上述環(huán)境條件的變化的影響的同時能夠確定轉(zhuǎn)矩變動極限值的參數(shù)，以代替上述的點火正時以及空燃比。

本申請的發(fā)明人通過專心研究而發(fā)現(xiàn)，通過將著火性指標值以及燃燒正時指標值用作為發(fā)動機參數(shù)并規(guī)定了與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系，從而在關(guān)于轉(zhuǎn)矩變動極限線的確定方面從上述的環(huán)境條件的變化的觀點出發(fā)而無需設(shè)置富余。關(guān)于詳細情況，下面參照圖6和圖7而進行說明。

在本實施方式中所使用的著火性指標值的一個示例為，從點火正時至ca10的曲軸轉(zhuǎn)角期間(更加具體而言，從ca10減去點火正時(sa)而得到的差)，以下，稱為“sa－ca10”。另外，燃燒正時指標值的一個示例為ca50(燃燒重心點)。在sa－ca10的計算中所使用的點火正時(sa)為上述的目標點火正時。ca10以及ca50如參照圖2而所述的那樣，能夠利用缸內(nèi)壓力傳感器30而進行計算。

圖6為通過與點火正時以及空燃比之間的關(guān)系而表示因與燃燒有關(guān)的環(huán)境條件的變化而引起的轉(zhuǎn)矩變動極限線的變化的圖。在圖6所示的一個示例中，表示因作為上述的環(huán)境條件之一的進氣溫度條件的變化而引起的轉(zhuǎn)矩變動極限線的變化。轉(zhuǎn)矩變動極限線l3～l5表示進氣溫度分別為t1～t3的情況下的線。在此，進氣溫度t1為在內(nèi)燃機10的運轉(zhuǎn)中被設(shè)想的進氣溫度的最低值，進氣溫度t2為，在以映射表的形式而設(shè)置有圖6所示的關(guān)系并將其使用于點火正時的滯后的結(jié)構(gòu)(與本實施方式的結(jié)構(gòu)不同)中為了規(guī)定該映射表而使用的標準的進氣溫度，進氣溫度t3被設(shè)為在運轉(zhuǎn)中可設(shè)想的進氣溫度的最大值。

如圖6所示可知，在通過與點火正時以及空燃比之間的關(guān)系來整理轉(zhuǎn)矩變動極限線的情況下，轉(zhuǎn)矩變動極限線根據(jù)進氣溫度而變化。更加具體而言，由于進氣溫度越高，則壓縮端的缸內(nèi)氣體溫度變得越高，因此，燃燒變得易于穩(wěn)定(即，轉(zhuǎn)矩變動變小)。因此，進氣溫度越高則轉(zhuǎn)矩變動極限線越向滯后側(cè)轉(zhuǎn)移。

另一方面，圖7通過與sa－ca10以及ca50之間的關(guān)系來表示轉(zhuǎn)矩變動極限線的圖。圖7中所示的各線均為等轉(zhuǎn)矩變動線。各轉(zhuǎn)矩變動線具有sa－ca10越大則ca50越提前的趨勢。而且，如圖7所示，在這些轉(zhuǎn)矩變動線中最高轉(zhuǎn)矩變動側(cè)的線為轉(zhuǎn)矩變動極限線l6。以下，為了便于說明，有時將具有如圖7所示的趨向、且對sa－ca10以及ca50與轉(zhuǎn)矩變動極限線之間的關(guān)系進行規(guī)定的映射表稱為“轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表”。

本件發(fā)明人在通過與sa－ca10以及ca50之間的關(guān)系來整理轉(zhuǎn)矩變動極限線的情況下發(fā)現(xiàn)，無論進氣溫度的變化如何，轉(zhuǎn)矩變動極限線均被視為相同。因此，即使在考慮到進氣溫度的變化的情況下，也能夠如圖7所示那樣通過一根轉(zhuǎn)矩變動極限線l6來表示轉(zhuǎn)矩變動極限線。另外，在此，作為在本實施方式中設(shè)想的環(huán)境條件的一個條件，以進氣溫度為例而進行了說明。關(guān)于這一點，本件發(fā)明人確認了如下的情況，即，通過將著火性指標值(例如，sa－ca10)以及燃燒正時指標值(例如，ca50)作為對與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系進行規(guī)定的發(fā)動機參數(shù)而利用，從而無論進氣溫度、以及發(fā)動機冷卻水溫度、發(fā)動機潤滑油溫度、以及辛烷值等環(huán)境條件的變化如何，均可將轉(zhuǎn)矩變動極限線視為相同。

在此，雖然并不是本實施方式中所使用的結(jié)構(gòu)，但考慮到了如圖6所示那樣的利用點火正時以及空燃比與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系而實施點火正時的滯后的結(jié)構(gòu)。具體而言，考慮到了如下結(jié)構(gòu)，即，預先以映射表的形式而設(shè)置有這樣的關(guān)系，并在稀燃運轉(zhuǎn)中發(fā)出了點火正時的滯后要求的情況下，參照該映射表而對工作點p與轉(zhuǎn)矩變動極限線之間的富余量進行判斷的同時實施點火正時的滯后的結(jié)構(gòu)。但是，在利用圖6所示的關(guān)系的情況下，當考慮環(huán)境條件的變化時，轉(zhuǎn)矩變動極限線成為多條線。因此，在該情況下，如參照圖5a以及圖5b所述的那樣，需要對考慮到環(huán)境條件(進氣溫度條件)的變化的富余進行估計而對轉(zhuǎn)矩變動極限線進行規(guī)定。因此，在圖6所示的示例中所應當預先存儲于映射表中的轉(zhuǎn)矩變動極限線成為，與作為所設(shè)想的最低值的進氣溫度t1相對應的轉(zhuǎn)矩變動極限線l3。其結(jié)果為，在因進氣溫度成為了高于標準的進氣溫度t2的溫度，從而為了降低爆震等級而發(fā)出了點火正時的滯后要求的情況下，對當前的工作點p與轉(zhuǎn)矩變動極限線l3之間滯后的富余量進行判斷。因此，盡管相對于與實際的進氣溫度相對應的轉(zhuǎn)矩變動極限線而存在富余，也無法將點火正時的滯后實施至該轉(zhuǎn)矩變動極限線的附近。

對此，在本實施方式中，利用sa－ca10以及ca50，而規(guī)定轉(zhuǎn)矩變動極限值。由此，無需考慮到環(huán)境條件相對于決定了轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表的標準的環(huán)境條件而發(fā)生變化的情況，而相對于轉(zhuǎn)矩變動極限線而留出富余。因此，無論環(huán)境條件有無變化，均能夠適當?shù)卣莆辙D(zhuǎn)矩變動極限線。

在本實施方式中，執(zhí)行利用了使用sa－ca10和ca50的轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表的爆震控制。具體而言，在接受爆震的檢測而發(fā)出了用于減低爆震等級的點火正時的滯后要求的情況下，參照轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表，對當前的工作點p與轉(zhuǎn)矩變動極限線上的點q之間的距離y進行計算。該距離y表示點火正時的滯后的富余量。更加具體而言，距離y相當于轉(zhuǎn)矩變動值通過點火正時的滯后而達到所述轉(zhuǎn)矩變動極限值時的富余量。

圖8為用于對距離y的計算方法進行說明的圖。在圖8中，例示了包括目標爆震等級線在內(nèi)的多條爆震等級線。

在爆震控制中，有時會發(fā)出用于降低爆震等級的滯后請求。更加具體而言，圖8中的當前的工作點p(適合點p1)所位于的目標爆震等級線為，作為標準的環(huán)境條件下的線而事先被確定的線。因此，在與標準的環(huán)境條件相比向爆震等級變高的環(huán)境條件發(fā)生了變化的情況下，工作點p的爆震等級變得高于目標爆震等級。點火正時的滯后請求在這樣的情況下被發(fā)出。

如圖8所示，距離y為將sa－ca10設(shè)為x坐標值且將ca50設(shè)為y坐標值的情況下的xy平面上的點p與點q之間的距離。在發(fā)出了用于降低爆震等級的滯后要求時在圖8上工作點p應該前進的方向只要是使爆震等級下降的方向，則可以為任意的方向。但是，為了對距離y進行計算，需要對轉(zhuǎn)矩變動極限線上的點q的位置進行確定。在本實施方式的爆震控制中，作為一個示例，設(shè)為不伴隨空燃比(a/f)的變化而實施點火正時的滯后的方針。因此，如圖8所示，點q作為穿過工作點p的等a/f線(等空燃比線)與轉(zhuǎn)矩變動極限線之間的交點而被確定。以此方式，在本實施方式中所使用的距離y為，事先被決定的確定方向(作為一個示例，為沿著等a/f線的方向)上的點p與轉(zhuǎn)矩變動極限線上的點q之間的距離。

距離y(單位為曲柄角度)的計算能夠利用三平方的定理并使用以下的(4)式來實施。

在上述(4)式中，y1為點p的ca50與點q的ca50之差，y2為點p的sa－ca10與點q的sa－ca10之差。

在本實施方式的爆震控制中，在發(fā)出有滯后請求的情況下，對如上所述計算出的距離y是否長于閾值z進行判斷。其結(jié)果為，在能夠判斷為在距離y長于閾值z的情況下，也就是說，當前的工作點p位于相對于轉(zhuǎn)矩變動極限線而具有富余的位置處的情況下，執(zhí)行使點火正時滯后預定量r1的動作。在該情況下，由于如上所述采取了在點火正時的滯后中不伴隨空燃比的變更的方針，因此，通過該點火正時的滯后，而工作點p向圖8中由箭頭標記所示的方向移動。

上述判斷中所使用的閾值z既可以為零，或者也可以為正值。在將閾值z設(shè)定為正值的情況下，考慮到點火正時控制或后述的用于空燃比的過濃化的燃料噴射量控制的偏差等，而以剩余有相對于轉(zhuǎn)矩變動極限線的富余的方式對工作點p的移動范圍進行限定。在本實施方式中，作為優(yōu)選的設(shè)定的一個示例，閾值z被設(shè)為根據(jù)空燃比而變化的正值。更加具體而言，閾值z被設(shè)定為，在過稀空燃比區(qū)域中空燃比較大的情況下，與該空燃比較小的情況相比而變大。在過稀空燃比區(qū)域中，空燃比越變得過稀，則轉(zhuǎn)矩變動越易于變大。因此，根據(jù)該設(shè)定，在由于空燃比為更加過稀的值而轉(zhuǎn)矩變動易于變大的情況下，能夠提高考慮到上述偏差等的富余量。這樣，根據(jù)本設(shè)定，在作為閾值z而利用正值而設(shè)置富余的情況下，能夠根據(jù)空燃比而適當?shù)貙υ摳挥嗟拇笮∵M行設(shè)定。而且，附加說明，閾值z既可以被設(shè)定為，以空燃比越大則越變大的方式連續(xù)發(fā)生變化，或者，也可以被設(shè)定為，在上述方式中以至少兩個階段而發(fā)生階段性的變化。如該示例那樣，閾值z可以不是固定值，而是可變值。

另外，在本實施方式的爆震控制中，在判斷為距離y為閾值z以下的情況下，也就是說，在由于工作點p接近于轉(zhuǎn)矩變動極限線而點火正時的滯后的富余量較小的情況下，執(zhí)行如下的控制(第二控制的一個示例)。

圖9為用于對判斷為距離y為閾值z以下的情況下的控制進行說明的圖。當在距離y成為閾值z以下的情況下，與距離y小于閾值z的情況同樣，當為了使爆震等級降低而使點火正時滯后預定量r1時，根據(jù)閾值z的大小和預定量r1的大小，而存在如圖9所示那樣工作點p進行移動的可能性。即，在此處例示的情況中，工作點p從工作點p3向工作點p4移動。在工作點p這樣移動的情況下，轉(zhuǎn)矩變動值將會大于轉(zhuǎn)矩變動極限值。另外，即使通過預定量r1的滯后而不使轉(zhuǎn)矩變動值大于轉(zhuǎn)矩變動極限值，工作點p也會相當接近于轉(zhuǎn)矩變動極限線。因此，在本實施方式中，在距離y成為閾值z以下的情況下，與點火正時的滯后一起，以燃燒穩(wěn)定性的提高為目的，而實施空燃比的過濃化。該空燃比的過濃化能夠通過噴射燃料的增量來實施。

當空燃比被過濃化時，燃燒速度變高，并且點火延遲期間變短。其結(jié)果為，ca50被提前并且sa－ca10變小。因此，當為了過濃化而使燃料噴射量增加預定量f時，工作點p從工作點p3向工作點p5移動。如上文所述，通過空燃比的過濃化，而能夠使燃燒穩(wěn)定化從而使工作點p從轉(zhuǎn)矩變動極限線遠離，但僅采用過濃化的方式，爆震等級將會高于當前的爆震等級。如圖9中所示的工作點p3那樣，工作點p位于接近于轉(zhuǎn)矩變動極限線的位置處的理由為，在向與標準的環(huán)境條件相比而爆震等級易于變高的環(huán)境條件發(fā)生變化之后，以爆震等級被維持于目標爆震等級的方式實施了點火正時的滯后。因此，可以說，工作點p3的當前的爆震等級相當于目標爆震等級。因此，可以說，通過過濃化而使爆震等級變高的情況并不優(yōu)選。

因此，在本實施方式中，在發(fā)出了滯后請求的情況下距離y成為閾值z以下時，如圖9中的工作點p6那樣，以使工作點收斂于當前的爆震等級的等爆震等級線與轉(zhuǎn)矩變動極限線之間的區(qū)域內(nèi)的方式來決定用于過濃化的噴射燃料的增量值與點火正時的滯后量。其結(jié)果為，在工作點p3處實施了以此方式被決定的控制量的過濃化和滯后的情況下，工作點p將從工作點p3向工作點p6移動。如上文所述，即使在通過實現(xiàn)燃燒穩(wěn)定性的提高的同時實施點火正時的滯后，從而使工作點p充分接近于轉(zhuǎn)矩變動極限線的情況下，也能夠使不超過轉(zhuǎn)矩變動極限的同時滿足用于降低爆震等級的滯后請求。

接下來，圖10為表示在實施方式1中執(zhí)行稀燃運轉(zhuǎn)時的控制程序的流程圖。并且，本程序在各氣缸中經(jīng)過了排氣閥門22的打開正時的時刻被啟動，且針對每個燃燒循環(huán)而被反復執(zhí)行。即，本程序被執(zhí)行的時刻為，結(jié)束了成為mfb的實測數(shù)據(jù)的計算的基礎(chǔ)的缸內(nèi)壓力p的數(shù)據(jù)的取得的時刻。

在圖10所示的程序中，ecu40首先對爆震強度以及爆震頻率進行計算(步驟100)。具體而言，此次的燃燒循環(huán)的燃燒時的爆震強度根據(jù)爆震傳感器46的輸出信號而被計算出。另外，爆震頻率作為在事先設(shè)定的目標爆震等級的爆震強度的爆震在預定的多個循環(huán)(還包括此次的燃燒循環(huán))中產(chǎn)生的頻率而被計算出。

接下來，ecu40對是否存在用于降低爆震等級的點火正時的滯后請求進行判斷(步驟102)。滯后請求為在當前的爆震等級高于目標等級的情況下被發(fā)出的請求。當前的爆震等級高于目標等級的情況是指，具體而言，在步驟100中計算出的爆震強度大于目標爆震等級的爆震強度的情況，或者，在步驟100中計算出的爆震頻率高于目標電平的爆震頻率的情況。

ecu40在步驟102中判斷為不存在滯后請求的情況下，迅速結(jié)束此次的處理循環(huán)。并且，在判斷為不存在滯后請求的情況(即，爆震等級在目標爆震等級以下的情況)下，在獨立于圖10所示的程序而被執(zhí)行的程序(省略圖示)中，對判斷為爆震等級在目標爆震等級以下的期間是否持續(xù)了預定期間進行判斷。其結(jié)果為，在該判斷成立的情況下，在基本點火正時上反映的點火正時滯后量被修正為減小預定量。即，目標點火正時相對于當前值而被提前。

另一方面，ecu40在步驟102中判斷為存在滯后請求的情況下進入步驟104。在步驟104中，利用使用缸內(nèi)壓力傳感器30的輸出值而被計算出的mfb的實測數(shù)據(jù)，而對ca50進行計算。接下來，ecu40對sa－ca10進行計算(步驟106)。sa－ca10在利用mfb的實測數(shù)據(jù)而對ca10進行計算的基礎(chǔ)上，作為在此次的燃燒循環(huán)中所使用的目標點火正時與ca10之差而被計算出。

接下來，ecu40對距離y進行計算(步驟108)。ecu40存儲以如圖7所示的趨勢而對sa－ca10以及ca50與轉(zhuǎn)矩變動極限之間的關(guān)系進行規(guī)定的轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表。轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表如已述的那樣，作為標準的環(huán)境條件下的關(guān)系而被規(guī)定。另外，轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表根據(jù)內(nèi)燃機10的運轉(zhuǎn)條件(例如，發(fā)動機負載以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速)而使用了不同的映射表。在本步驟108中，通過參照圖8而已述的方法，計算出當前的工作點p與轉(zhuǎn)矩變動極限線上的點q之間的距離y。另外，本判斷所使用的閾值z如已述的那樣被設(shè)為，根據(jù)空燃比而可變。因此，在取得了與空燃比相對應的閾值z的基礎(chǔ)上，執(zhí)行本判斷。并且，用于取得閾值z的空燃比，例如能夠通過使用利用空氣流量傳感器44而被取得的吸入空氣量和燃料噴射量(目標燃料噴射量)進行計算。

接下來，ecu40對距離y長于閾值z進行判斷(步驟110)。其結(jié)果為，在判斷為距離y長于閾值z的情況下，即，在能夠判斷為當前的工作點p相對于轉(zhuǎn)矩變動極限線而位于具有富余的位置處的情況下，ecu40向點火裝置28輸出點火正時的滯后指令(步驟112)。其結(jié)果為，在本滯后指令后實施的各氣缸的燃燒循環(huán)中所使用的點火正時被滯后。并且，根據(jù)本程序的處理，由于針對每個氣缸而計算出ca50以及sa－ca10，因此，本滯后指令的對象也可以僅為計算出用于步驟110的判斷的ca50以及sa－ca10的氣缸。即，利用轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表的控制針對每個氣缸而被執(zhí)行。

如已述那樣，目標點火正時為使基本點火正時與點火正時滯后量相加計算而得到的值?；军c火正時能夠參照規(guī)定了內(nèi)燃機10的運轉(zhuǎn)條件(例如，發(fā)動機負載、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及空燃比)與基本點火正時之間的關(guān)系的映射表(省略圖示)進行計算。根據(jù)本步驟112的處理，按照上述滯后請求，而加上用于相對于當前的點火正時滯后量而使滯后量增大的預定量r1。該預定量(即，一次滯后量)r1被設(shè)為不超過轉(zhuǎn)矩變動極限線的大小的值。在此基礎(chǔ)上，在本步驟112中，作為一個示例，該預定量r1參照圖11a以及圖11b所示的關(guān)系而被計算出。即，如圖11a所示，預定量r1作為在步驟100中計算出的爆震強度越大則越大的值從而被計算出。另外，如圖11b所示，預定量r1作為在步驟100中計算出的爆震頻率越高則越大的值而被計算出。通過以此方式計算出的預定量r1，首先，點火正時滯后量根據(jù)當前值(存儲于存儲器40a中的值)而被修正，并被存儲于存儲器40a中。而且，通過使被修正的點火正時滯后量與基本點火正時相加，從而目標點火正時被修正。因此，根據(jù)上述滯后指令，如此修正的目標點火正時被發(fā)出指令。并且，代替上述內(nèi)容，上述預定量(一次滯后量)r1既可以為固定值，或者，例如，也可以為根據(jù)爆震強度以及爆震頻率中的任意一方而可變的值。

另一方面，在步驟110中判斷為距離y在閾值z以下的情況，即，能夠判斷為由于工作點p接近于轉(zhuǎn)矩變動極限線從而點火正時的滯后的富余量較小的情況下，通過步驟114以及116的處理，ecu40輸出用于空燃比過濃化的噴射燃料的增量指令和點火正時的滯后指令。這些處理為在確保燃燒穩(wěn)定性的同時為了滿足滯后請求而被實施的處理。其結(jié)果為，在本增量指令以及本滯后指令后被實施的各氣缸的燃燒循環(huán)中所使用的燃料噴射量被增加，并且，點火正時被滯后。并且，與步驟110的處理的情況相同地，由步驟114以及116的處理而產(chǎn)生的增量指令以及滯后指令的對象也可以僅為對用于步驟110的判斷的ca50以及sa－ca10進行計算的氣缸。如上所述，即使關(guān)于步驟114以及116的處理，利用轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表的控制也可以針對每個氣缸而被執(zhí)行。

目標燃料噴射量為在基本燃料噴射量上加上各種的燃料噴射補正量而得到的值。基本燃料噴射量能夠參照規(guī)定了內(nèi)燃機10的運轉(zhuǎn)條件(例如，發(fā)動機負載、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及空燃比)與基本燃料噴射量之間的關(guān)系的映射表(省略圖示)而進行計算。根據(jù)本步驟114的處理，為了以點火正時的滯后時的燃燒穩(wěn)定性的確保為目的而增加噴射燃料的量，而在與爆震有關(guān)的燃料噴射補正量上加上預定量f。作為一個示例，預定值f設(shè)為固定值。通過加上利用該預定量f而修正了的燃料噴射補正量，從而使目標燃料噴射量被修正。根據(jù)上述增量指令，以此方式被修正的目標燃料噴射量被發(fā)出指令。

接下來，在步驟116中，通過根據(jù)預定量r2來修正而對當前的點火正時滯后量進行修正，并將所修正的點火正時滯后量加在基本點火正時上，從而使應當通過本滯后指令而被指令的目標點火正時被修正。作為一個示例，預定量r2能夠通過如下的方法而進行決定。

即，在本步驟116中，在通過步驟114的處理而實施預定量f下的噴射燃料的增量的情況下，作為滿足工作點p不超過當前的爆震等級的等爆震等級線、且不超過轉(zhuǎn)矩變動極限線這一要求的值，而計算出上述預定量r2。

在此，在由噴射燃料的增量和點火正時的滯后各自所產(chǎn)生的ca50和sa－ca10的變化的靈敏度中，存在如下的關(guān)系。即，將噴射燃料增加了預定量時的ca50的提前量設(shè)為x1，并且將sa－ca10的減少量設(shè)為x2。在通過使ca50滯后與x1同量的量而實施了點火正時的滯后時的sa－ca10的增加量與x2相比而減小。由于存在這樣的關(guān)系，因此，通過結(jié)合噴射燃料的增量與點火正時的滯后，從而使ca50滯后，且以sa－ca10減少的方式使工作點p移動(參照圖9)。因此，能夠事先決定滿足上述要求的點火正時滯后量的預定量r2。在ecu40中，存儲有規(guī)定了內(nèi)燃機10的運轉(zhuǎn)條件(例如，發(fā)動機負載(發(fā)動機轉(zhuǎn)矩)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及空燃比)與上述預定量r2之間的關(guān)系的映射表(省略圖示)。在本步驟116中，利用參照這樣的映射表而取得的預定量r2，對點火正時滯后量進行修正。并且，在上述的步驟114以及116的處理中，對在通過作為固定值的預定量f而實施噴射燃料的增量的情況下，點火正時滯后量的預定量r2參照上述映射表而被取得的示例進行說明。但是，預定量f以及預定量r2只要成為滿足上述要求的值即可，因此，可以代替預定量r2，或者，預定量f與預定量r2一起根據(jù)運轉(zhuǎn)條件而被決定。

根據(jù)以上所說明的圖10所示的程序，在發(fā)出了點火正時的滯后請求的情況下，參照轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表，對距離y是否大于閾值z進行判斷。即，關(guān)于點火正時的滯后，掌握工作點p相對于轉(zhuǎn)矩變動極限線的富余量。在轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表中，通過作為代表點火延遲期間的參數(shù)的sa－ca10與作為代表燃燒正時的參數(shù)的ca50之間的關(guān)系，規(guī)定了轉(zhuǎn)矩變動極限值。根據(jù)以此方式選定了發(fā)動機參數(shù)的本映射表，無需相對于轉(zhuǎn)矩變動極限線而具有考慮到環(huán)境條件(上述的進氣溫度條件等)的變化的富余。因此，在使點火正時滯后時，能夠在不受到環(huán)境條件的變化的有無的影響的情況下適當?shù)卣莆照嬲霓D(zhuǎn)矩變動極限線。其結(jié)果為，能夠適當?shù)卣莆债斍暗墓ぷ鼽cp與轉(zhuǎn)矩變動極限線上的點(在本實施方式中，點q)之間的距離y。

在此基礎(chǔ)上，根據(jù)上述程序，在距離y大于閾值z的情況下，伴隨著滯后請求的點火正時被滯后(第一控制的一個示例)。另一方面，在距離y成為閾值z以下的情況下，執(zhí)行用于抑制轉(zhuǎn)矩變動的增加的空燃比的過濃化(噴射燃料的增量)、和伴隨著滯后請求的點火正時的滯后。通過使用轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表來執(zhí)行這樣的控制，從而能夠充分利用至真正的轉(zhuǎn)矩變動極限線的附近為止的點火正時的滯后。另外，能夠避免盡管處于相對于實際的環(huán)境條件下的轉(zhuǎn)矩變動極限線而具有富余的狀態(tài)下，也為了避免超過轉(zhuǎn)矩變動極限線而實施空燃比的過濃化的情況。因此，能夠抑制耗油率惡化。另外，還能夠抑制因空燃比的過濃化而引起的nox排出量的增大。而且，根據(jù)本控制，能夠在無需對實際的轉(zhuǎn)矩變動值進行計算的情況下，針對每個燃燒循環(huán)，而實施在轉(zhuǎn)矩變動極限線的附近所實施的增量和滯后。如果在與本控制不同的實施轉(zhuǎn)矩變動值的計算的結(jié)構(gòu)中，則可能會發(fā)生在結(jié)束該計算之前實際的轉(zhuǎn)矩變動值超過轉(zhuǎn)矩變動極限值的情況。對此，根據(jù)本控制，還能夠避免以這樣的方式而使轉(zhuǎn)矩變動增大的情況。

另外，根據(jù)上述程序，在距離y在閾值z以下的情況下，執(zhí)行使用了上述預定量f的噴射燃料的增量和使用了預定量r2的點火正時的滯后。由此，能夠設(shè)為使不超過轉(zhuǎn)矩變動極限值的同時使爆震等級降低。

并且，燃料噴射量的預定量f和點火正時的滯后量(預定量r2)為，第二控制中的“用于空燃比的過濃化的噴射燃料的增量值和點火正時的滯后量”。

可是，在上述的實施方式1中，對如下示例進行了說明，即，如圖8所示，距離y的計算中所使用的轉(zhuǎn)矩變動極限線上的點作為穿過工作點p的等a/f線與轉(zhuǎn)矩變動極限線之間的交點而被確定。但是，如已述那樣，當發(fā)出了用于降低爆震等級的滯后請求時，在xy平面上工作點p應該前進的方向只要為使爆震等級下降的方向即可，并未被限定于上述的方式。

圖12為用于對距離y的其他的計算示例進行說明的圖。在實施方式1中，在距離y大于閾值z的情況下，僅實施點火正時的滯后。但是，相對于該情況下的點火正時的滯后，可以伴隨用于提高燃燒穩(wěn)定性的空燃比的過濃化，另外，與上述內(nèi)容相反地，為了減小用于爆震抑制所需的點火正時的滯后量，也可以伴隨空燃比的過稀化。因此，在距離y大于閾值z的情況下工作點p前進的方向，根據(jù)事先的控制方針，如圖12中例示的那樣，也存在成為與等a/f線相比朝向sa－ca10較小的一側(cè)的方向，另外，還存在成為與等a/f線相比朝向sa－ca10較大的一側(cè)的方向。而且，工作點p前進的方向在按照事先的控制方針而決定噴射燃料的增量值(或減量值)和點火正時的滯后量(預定量r1)時而被規(guī)定。因此，距離y的計算中所使用的轉(zhuǎn)矩變動極限線上的點r(或點s)例如能夠確定如下。即，事先決定增量值(或減量值)以及滯后量、與穿過工作點p且表示工作點p的移動方向的線的xy平面上的傾斜度之間的關(guān)系。接下來，通過根據(jù)增量值(或減量值)以及滯后量的各自的取得值來取得傾斜度，從而確定上述線。而且，對相當于所確定的該線與轉(zhuǎn)矩變動極限線之間的交點的點r(或點s)進行確定。而且，在以此方式相對于點火正時的滯后而伴隨用于空燃比的增減的噴射燃料的增量或減量的情況下，在圖10所示的程序中步驟110的判斷成立時，只要執(zhí)行輸出基于如上所述所決定的增量值(或減量值)和滯后量(預定量r1)而得到的指令(滯后指令以及燃料噴射量的變更指令)的處理即可。另外，根據(jù)事先的控制方針，并不限定于工作點p的移動方向總是被設(shè)為相同。即，工作點p的前進方向也可以根據(jù)點火正時的滯后實施過程中是否存在其他的請求而被變更。例如，在以工作點p向沿著等a/f線的方向而前進的方式持續(xù)實施點火正時的滯后時存在抑制轉(zhuǎn)矩變動的其他的請求的情況下，工作點p的移動方向可以被修正為，與等a/f線相比朝向sa－ca10較小的一側(cè)的方向。而且，在以此方式修正了工作點p的移動方向的情況下，只要作為表示修正后的移動方向的線與轉(zhuǎn)矩變動極限線之間的交點、與當前的工作點p之間的距離而計算出距離y即可。

而且，代替上述的方法，距離y也可以為，作為當前的工作點p與轉(zhuǎn)矩變動極限線之間的距離(能夠獲得最短距離的轉(zhuǎn)矩變動極限線上的點與工作點p之間的距離)而被簡單計算出并被評價的距離。

另外，在實施方式1中，對實施在稀燃運轉(zhuǎn)中利用了轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表的控制的示例進行了說明。但是，本控制的應用對象并不被限定于稀燃運轉(zhuǎn)，例如，也可以為理論空燃比燃燒運轉(zhuǎn)。更加具體而言，即使在可以稱為基本上與稀燃運轉(zhuǎn)中相比燃燒穩(wěn)定性變高的理論空燃比燃燒運轉(zhuǎn)中，例如，在大量的egr氣體被導入的情況下，轉(zhuǎn)矩變動易于變大。因此，即使在這樣的情況下，為了抑制轉(zhuǎn)矩變動的增加抑制，而根據(jù)需要，在利用實現(xiàn)燃燒穩(wěn)定性的提高的范圍內(nèi)的空燃比的過濃化的同時應用本控制。

另外，在實施方式1中，作為燃燒正時指標值，例示了ca50。但是，本發(fā)明中的“燃燒正時指標值”只要為代表燃燒正時的指標值即可，代替ca50，例如，既可以為缸內(nèi)壓力最大曲柄角度θpmax，或者，也可以為ca50以外的任意的確定比例燃燒點caα1。并且，θpmax能夠利用缸內(nèi)壓力p的實測數(shù)據(jù)而取得。另外，在本實施方式中，作為著火性指標值，例示了sa－ca10。但是，本發(fā)明中的“著火性指標值”只要為代表混合氣體的著火性的指標值即可，代替sa－ca10，例如，可以為從點火正時(sa)至ca10以外的任意的確定比例燃燒點caα2為止的曲軸轉(zhuǎn)角期間。

另外，在實施方式1中，以發(fā)出了用于降低爆震等級的滯后請求的情況下的點火正時的滯后控制(在爆震控制中所執(zhí)行的滯后控制)為例而進行了說明。在此，爆震等級可以為，代替如上所述由爆震強度以及爆震頻率的雙方而被規(guī)定的爆震等級，也可以為由爆震強度和爆震頻率的任意一方而被規(guī)定的爆震等級。因此，在用于降低爆震等級的滯后請求中，例如，也包含如下的請求，即，在爆震強度在判斷閾值以上的情況下判斷為產(chǎn)生了爆震，并在判斷為產(chǎn)生了爆震的情況下實施滯后的簡單的結(jié)構(gòu)中被發(fā)出的請求。

而且，本發(fā)明中的關(guān)系信息(利用與著火性指標值以及燃燒正時指標值之間的關(guān)系而對轉(zhuǎn)矩變動極限值進行規(guī)定的關(guān)系信息)的利用對象并不被限定于發(fā)出了用于抑制爆震的滯后請求的情況。即，在發(fā)出了其他目的下的滯后請求、例如用于排氣凈化催化劑32的暖機的滯后請求的情況下，也可以利用上述關(guān)系信息來實施點火正時的滯后。而且，在距離y成為閾值z以下的情況下，只要為了在用于抑制轉(zhuǎn)矩變動而實施空燃比的過濃化的同時為了滿足滯后請求而使點火正時滯后即可。而且，附加說明，只要在發(fā)出了爆震抑制以外的目的下的滯后請求的情況下，則當距離y成為閾值z以下時無需為了抑制爆震而抑制燃燒速度。因此，該情況下的用于空燃比的過濃化的噴射燃料的預定值f只要為確保滿足滯后請求的預定量r2(滯后量)的滯后的富余量而所需的量即可。即，在該情況下，也可以通過過濃化，而容許ca50等的燃燒正時指標值向提前側(cè)轉(zhuǎn)移。

另外，在實施方式1中，對利用對向氣缸體傳遞的振動進行檢測的方式的爆震傳感器46而實施爆震檢測的示例進行了說明。但是，本發(fā)明的“爆震檢測單元”，代替上述方式的爆震傳感器46，例如也可以為使用缸內(nèi)壓力傳感器30而對爆震進行檢測的裝置。具體而言，例如，用于爆震檢測的預定曲軸轉(zhuǎn)角期間內(nèi)的缸內(nèi)壓力傳感器30的輸出信號(即，爆震判斷用信號)的強度的峰值可以作為爆震強度而被計算出，或者，爆震判斷用信號的強度的積分值可以作為爆震強度而被計算出。

另外，在實施方式1中，作為本發(fā)明所涉及的“關(guān)系信息”的一個示例，對利用轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表的示例進行了說明。但是，本發(fā)明所涉及的“關(guān)系信息”并不一定為以映射表的方式構(gòu)建并被存儲于控制裝置內(nèi)的信息，例如，也可以以對著火性指標值以及燃燒正時指標值與轉(zhuǎn)矩變動極限值之間的關(guān)系進行規(guī)定的關(guān)系式的方式而被構(gòu)建并存儲。

另外，在實施方式1中，以在各氣缸中具備缸內(nèi)壓力傳感器30的結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機10為例，而對將基于各氣缸的缸內(nèi)壓力傳感器30的輸出值的ca50以及sa－ca10應用于轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表(關(guān)系信息)的控制(參照圖10)進行了說明。但是，在實施本控制的基礎(chǔ)上，只要缸內(nèi)壓力傳感器30被安裝于至少一個氣缸上即可。因此，例如，也可以將確定的一個的氣缸作為代表氣缸而設(shè)置缸內(nèi)壓力傳感器30，并將基于該缸內(nèi)壓力傳感器30的輸出值的ca50以及sa－ca10應用于轉(zhuǎn)矩變動極限評價映射表。而且，也可以根據(jù)該評價結(jié)果，而(根據(jù)需要而與空燃比的過濃化一起)實施包括代表氣缸的其他的氣缸的點火正時的滯后。