内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法与流程

相关申请的相互参照

本申请主张通过参照编入其全部公开的、基于2018年5月31日提出申请的申请编号2018－104869的日本专利申请的优先权,。

本公开涉及内燃机的控制技术。

背景技术：

为了抑制在理论配比燃烧与稀薄燃烧之间切换内燃机的运转状态时产生的转矩变动，已知有使目标空燃比连续地变化的技术(例如，日本特开2016－138497号公报)。

然而，即使使目标空燃比连续地变化实际空气量的变化也存在响应延迟，在燃烧状态被切换的过渡期，目标空燃比的变化相对较大，实际空气量的变化无法追随，有时产生转矩变动。另外，在使空燃比连续地变化的情况下，存在必须使用无法维持催化剂性能的空燃比区域的问题。

因而，期望减小或排除实际空气量变化的响应延迟的影响，抑制或防止理论配比燃烧与稀薄燃烧之间的转移期中的转矩变动。

技术实现要素：

本公开能够作为以下的方式来实现。

第一方式提供一种内燃机的控制装置。第一方式的内燃机的控制装置具备：取得部，取得要求转矩以及所述内燃机的运转状态；以及控制部，使用要求空气量、要求燃料量以及要求点火正时来控制所述内燃机的动作，并且该控制部进行如下操作：根据所取得的所述要求转矩以及所述运转状态来决定空气系统的目标空燃比，使用所述空气系统的目标空燃比来取得所述要求空气量，在所述内燃机的燃烧状态为理论配比燃烧与稀薄燃烧之间的转移期的情况下，为了减小所述要求转矩与实际转矩之差，对所述空气系统的目标空燃比进行转矩变动校正来决定喷射系统的目标空燃比，在不是所述转移期的情况下，使用所述空气系统的目标空燃比来决定所述喷射系统的目标空燃比，使用所决定的空气系统的目标空燃比以及喷射系统的目标空燃比，来取得所述要求燃料量以及所述要求点火正时。

根据第一方式的内燃机的控制装置，能够减小或排除空气量变化的响应延迟的影响，并能够抑制或防止理论配比燃烧与稀薄燃烧之间的转移期中的转矩变动。

第二方式提供一种内燃机的控制方法。第二方式的内燃机的控制方法具备如下步骤：取得要求转矩以及所述内燃机的运转状态；根据所取得的所述要求转矩以及所述运转状态来决定空气系统的目标空燃比；使用所述空气系统的目标空燃比来取得要求空气量；在所述内燃机的燃烧状态为理论配比燃烧与稀薄燃烧之间的转移期的情况下，为了减小所述要求转矩与实际转矩之差，对所述空气系统的目标空燃比进行转矩变动校正来决定喷射系统的目标空燃比，在不是所述转移期的情况下，使用所述空气系统的目标空燃比来决定所述喷射系统的目标空燃比；使用所决定的空气系统的目标空燃比以及喷射系统的目标空燃比来取得要求燃料量以及要求点火正时；使用所取得的所述要求空气量、所述要求燃料量以及所述要求点火正时，来控制所述内燃机的动作。

根据第二方式的内燃机的控制方法，能够减小或排除空气量变化的响应延迟的影响，并能够抑制或防止理论配比燃烧与稀薄燃烧之间的转移期中的转矩变动。另外，本公开也可以作为内燃机的控制程序或记录有该程序的计算机可读取记录介质来实现。

附图说明

关于本公开的上述目的及其他目的、特征及优点，通过参照添附的附图和下述的详细的记述而更加明确。该附图为，

图1是表示第一实施方式的内燃机的控制装置以及应用了控制装置的内燃机的概略构成的说明图，

图2是表示第一实施方式的内燃机的控制装置的功能构成的框图，

图3是表示由第一实施方式的内燃机的控制装置执行的决定要求空气量、要求燃料量以及要求点火正时的控制处理的处理例程的流程图，

图4是表示由第一实施方式的内燃机的控制装置执行的内燃机的控制处理的处理例程的流程图，

图5是表示内燃机的燃烧状态从稀薄燃烧转移至理论配比燃烧的情况下的各种参数的时间变化的时序图，

图6是表示转矩比与转移期喷射系统目标空燃比的关系的映射的一个例子，

图7是表示要求转矩与空气系统的目标空燃比的关系的映射的一个例子，

图8是表示转矩与要求空气量的关系的映射的一个例子，

图9是表示空气系统的目标空燃比与转矩效率的关系的映射的一个例子，

图10是表示内燃机的燃烧状态从理论配比燃烧转移至稀薄燃烧的情况下的各种参数的时间变化的时序图，

图11是表示转矩比与转移期喷射系统目标空燃比的关系的映射的一个例子，

图12是内燃机的各气缸中的喷射控制、转矩控制以及点火控制的时序图，

图13是表示egr率与空燃比的关系的说明图。

具体实施方式

以下，基于实施方式，对本公开的内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法进行说明。

第一实施方式：

如图1以及图2所示，应用第一实施方式的内燃机的控制装置500的内燃机10具备气缸体11、气缸盖12、活塞13以及曲轴箱14。内燃机10是以汽油为燃料、通过火花点火进行混合气的燃烧的所谓的汽油发动机。气缸体11具有圆筒状的多个气缸111，在各气缸111中分别内插有活塞13。通过气缸111、气缸盖12以及活塞13的顶面形成燃烧室15。在气缸体11的上侧配置有气缸盖12，在下侧配置有曲轴箱14。在曲轴箱14中配置有由虚线表示的曲轴141、以及曲柄角传感器21。另外，气缸体11的下侧是指，在内燃机10中配置有曲轴141的一侧，气缸体11的上侧是指，未配置有曲轴141、而配置有对凸轮172、182进行驱动的未图示的凸轮轴的一侧。

气缸盖12具有作为向气缸111导入进气的导入路的进气端口17、以及作为用于从气缸111排出排气的排出路的排气端口18。在进气端口配置有通过凸轮172进行开闭驱动的进气阀171。在排气端口18配置有通过凸轮182进行开闭驱动的排气阀181。也可以在进气阀171以及排气阀181中的至少某一方配备使开阀·闭阀定时、阀升程量可变的可变阀机构。

在气缸盖12中的进气端口17与排气端口18之间配置有喷射器31以及火花塞32。喷射器31、即燃料喷射装置根据从控制装置500输入的控制信号，通过螺线管或压电元件这样的促动器驱动柱塞，来从一个或多个喷孔对燃料、例如汽油进行喷雾。喷射器31是从在燃烧室15内露出的喷孔直接向燃烧室15内将燃料喷雾的筒内喷射型的喷射器，能够与进气阀171的开阀定时无关地向燃烧室15内供给燃料。另外，喷射器31也可以是配置于进气歧管40并朝向进气端口17喷射燃料的端口喷射型的喷射器。火花塞32具有在燃烧室15露出的作为火花点火部的接地电极以及中心电极。根据从控制装置500输入的点火控制信号从直接点火线圈向火花塞32输入高电压，其结果，在接地电极与中心电极之间产生火花，实现对燃料的火花点火。

经由进气歧管40向进气端口17供给进气，经由排气歧管41从排气端口18排出废气。进气歧管40的一端连接于进气端口17，另一端连接于涡轮增压器19的压缩机侧。在进气歧管40的一端配置有节气门阀33，在进气歧管40的另一端配置有空气流量计22。在节气门阀33中，例如为了调整阀开度而配备电动马达作为促动器。排气歧管41的一端连接于排气端口18，另一端连接于涡轮增压器19的涡轮侧。涡轮增压器19的压缩机侧经由未图示的空气净化器而与大气连通。涡轮增压器19的涡轮侧经由废气管411而与大气连通。在废气管411中配置有空燃比传感器23以及未图示的废气催化剂。在涡轮增压器19的涡轮侧配置有用于使向涡轮增压器19导入的废气绕过废气管411的废气泄压管412以及用于控制在废气泄压管412中流动的废气量的废气泄压阀34。在废气泄压阀34中，例如为了调整阀开度而配备电动马达作为促动器。

进气歧管40与排气歧管41通过排气再循环(egr)管42而连接。在egr管42中配置有用于控制在egr管42中流动的废气量的egr阀35。

如图2所示，第一实施方式的内燃机的控制装置500具备中央处理装置(cpu)501、存储器502、输入输出接口503以及内部总线504。cpu501、存储器502以及输入输出接口503经由内部总线504能够双向通信地连接。存储器502包括：非易失性且只读地储存用于控制内燃机10的动作状态的内燃机控制程序p1以及各种映射ma的存储器，例如rom；以及能够进行基于cpu501的读写的存储器，例如ram。

cpu501通过将储存于存储器502的内燃机控制程序p1在可读写的存储器中展开并执行，从而作为控制部而发挥功能。cpu501可以是单体的cpu，可以是执行各程序的多个cpu，或者也可以是能够同时执行多个程序的多任务类型的cpu。

输入输出接口503作为取得部而发挥功能，曲柄角传感器21、空气流量计22、空燃比传感器23以及加速器开度传感器24分别经由检测信号线而连接，喷射器31、火花塞32、节气门阀33以及废气泄压阀34分别经由控制信号线而连接。从曲柄角传感器21、空气流量计22、空燃比传感器23以及加速器开度传感器24输入检测信息，并对喷射器31、火花塞32、节气门阀33以及废气泄压阀34输出喷射信号、点火信号、开度信号这样的控制信号。

曲柄角传感器21例如是使用了霍尔ic的磁－电转换器件，是用于检测曲轴141的转速即发动机转速、以及旋转角的传感器。曲轴141的旋转角用于检测气缸111中的活塞13的位置、控制喷射器31的喷射时期、火花塞32的点火正时。

空气流量计22是用于检测吸入空气量的传感器，例如可使用热线(hotwire)式、卡尔曼涡流式的传感器。另外，在吸入空气量的检测中，也可以代替空气流量计22而使用用于检测被取入到进气歧管40的吸入空气的压力的进气压力传感器。

空燃比传感器23是检测废气中所含的氧浓度、输出与投入到内燃机10的混合气的空燃比对应的电流值的传感器。

加速器开度传感器24是用于检测加速踏板的踩踏量、即加速器开度的传感器。通过使用检测出的加速器开度、以及预先确定的加速器开度与要求转矩的对应关系，能够取得驾驶员对内燃机10要求的要求转矩值。上述的各传感器是用于检测内燃机10的运转状态的传感器，使用检测信号来判定内燃机10的运转状态。

第一实施方式的内燃机的控制装置500能够与以喷射器31为首的用于控制内燃机10的动作状态的促动器、以及以曲柄角传感器21为首的用于检测内燃机的运转状态的传感器一同构成内燃机的控制系统50。

对由第一实施方式的内燃机的控制装置500进行的内燃机的控制进行说明。图3以及图4所示的处理例程分别通过如下方式实现：在内燃机10的启动后，直到内燃机10停止为止，cpu501以规定的定时反复执行内燃机控制程序p1。cpu501取得内燃机10的运转状态以及要求转矩(步骤s100)。运转状态经由上述的各传感器21～24而取得，包含内燃机10的运行状态、运行条件。在表示运转状态的参数中，例如包含发动机转速、吸入空气量、加速器开度以及空燃比。要求转矩使用由加速器开度传感器24检测出的加速器开度、以及预先确定的加速器开度与要求转矩的对应关系来取得。

cpu501使用要求转矩与发动机转速来决定空气系统的目标空燃比，判定通过要求转矩以及发动机转速决定的内燃机10的燃烧状态是否为理论配比燃烧(步骤s102)。具体而言，使用图7所示的将要求转矩[nm]与空气系统的目标空燃比λa建立对应的预先准备的映射来决定空气系统的目标空燃比λa。图7所示的特性线cl1是与所取得的发动机转速[ne]对应的特性线的例示，对应于发动机转速，例如以100rpm单位准备了多条特性线cl1。另外，在映射中标注的数值只不过是为了便于理解的例示。在以下的各种映射的说明中也一样，对应于发动机转速的记载例如意味着100rpm单位的发动机转速，在映射中标注的数值为例示。所决定的空气系统的目标空燃比λa为，理论配比空燃比(理论空燃比)λs＝1.0、或者稀空燃比λl＞1.0。另外，理论配比空燃比λs可以包括浓空燃比，例如能够取λs＝0.9～0.8这样的值。cpu501若判定为内燃机10的燃烧状态为理论配比燃烧(步骤s102：是)，则将先前决定的理论配比空燃比λs＝1.0决定为空气系统的目标空燃比λa(步骤s104)。cpu501使用预先准备的、表示与理论配比空燃比λs对应的转矩和要求空气量的关系的映射、以及要求转矩来取得要求空气量(步骤s106)。表示转矩与要求空气量的关系的映射例如是图8所示的映射，准备多条与发动机转速对应的特性线cl2，可取得与发动机转速以及转矩对应的要求空气量。另外，为了便于控制，优选代替要求空气量而使用无量纲化的要求填充效率。

cpu501判定内燃机的燃烧状态是否为从理论配比燃烧向稀薄燃烧的转移期(步骤s108)。例如，在上次的步骤s102中的燃烧状态的判定为稀薄燃烧的情况下，进而，在从上次的步骤s102中的为稀薄燃烧的判定起未经过基准时间的情况下，cpu501能够判定为是转移期。cpu501若判定为不是转移期(步骤s108：否)，则决定喷射系统的目标空燃比λf(步骤s110)。具体而言，将与空气系统的目标空燃比λa相同的空燃比设定为喷射系统的目标空燃比λf，即λf＝λs。cpu501决定相对于基础点火正时的点火正时校正值(步骤s112)，移至步骤s114。具体而言，cpu501设定为点火正时校正值＝0，不执行点火正时的滞后角以及提前角校正。在继续进行理论配比燃烧的情况下，内燃机10的运转状态、即空气系统以及喷射系统的目标空燃比停留在一定或微变动，因此不产生较大的转矩变动，也可以不使点火正时滞后或提前来谋求转矩降低。另外，一般以mbt执行了点火正时控制，因此无法通过进一步的提前角化来预计转矩的增大。

cpu501使用实际空气量与喷射系统的目标空燃比λf来决定要求喷射量(＝实际空气量×λf)(步骤s114)。cpu501在基础点火正时加上滞后角校正值来决定要求点火正时(步骤s116)，结束本处理例程。另外，基础点火正时例如可使用将要求喷射量与发动机转速作为参数来决定点火正时的映射、或者将吸入空气量与发动机转速作为参数来决定点火正时的映射。

cpu501与图3所示的流程图分开地执行图4所示的流程图，在要求空气量、要求喷射量以及要求点火正时分别被决定的定时控制内燃机10的动作。cpu501当决定了要求空气量时，使用要求空气量来执行节气门阀33的控制(步骤s200)。具体而言，cpu501使用对应于发动机转速而预先准备的、具有表示要求空气量与节气门阀开度的关系的特性线的映射，决定与所决定的要求空气量对应的节气门阀开度，根据所决定的开度来驱动节气门阀33。其结果，在图3的步骤s104或s124之后的各处理步骤中，能够使用与节气门阀33的动作对应的实际空气量。

cpu501当决定了要求喷射量时，使用要求喷射量来执行喷射器31的控制(步骤s210)。具体而言，cpu501按照根据内燃机10的运转状态而预先确定的喷射次数以及喷射定时来驱动喷射器31，在一个行程中向燃烧室15内喷射所决定的要求燃料量。，cpu501当决定了要求点火正时按照要求点火正时来执行火花塞32的控制(步骤s220)，结束本处理例程。具体而言，cpu501按照所决定的要求点火正时，对火花塞32施加一次或多次电压，使燃烧室15内产生火花而使混合气火花点火。其结果，从内燃机10的曲轴141输出驱动转矩，经由变速器、驱动轴这样的传动系而向驱动轮传递驱动转矩。

返回至图3继续进行说明。cpu501若在步骤s108中判定为是转移期(步骤s108：是)，则决定转移期中的喷射系统的目标空燃比λft(步骤s118)。如图5所示，在步骤s108中判定的转移期对应于从稀薄燃烧向理论配比燃烧的转移期。为了减小要求转矩与实际转矩之差，通过对空气系统的目标空燃比λa进行转矩变动校正来决定转移期中的喷射系统的目标空燃比λft。具体而言，cpu501将要求转矩相对于实际转矩的比作为校正转矩比(要求转矩/实际转矩)而求出，使用在图6中作为例子而示出的预先准备的表示转矩比与转移期喷射系统目标空燃比λft的关系的映射来决定转移期喷射系统目标空燃比λft。在转矩比与转移期喷射系统目标空燃比λft的关系中，发动机转速的要素可以忽略。实际转矩是根据通过空气流量计22取得的实际空气量从内燃机10输出的实际的转矩，要求转矩是在步骤s100中取得的应该由内燃机10输出的目标转矩。实际转矩与实际空气量的关系被作为映射而预先储存，使用该映射与实际空气量能够获得实际转矩。映射中的实际转矩是在将理论配比空燃比λs设为空燃比、以转矩成为最大的mbt(minimumadvanceforbesttorque，最大扭矩的最小点火提前角)为点火正时的条件下从内燃机10输出的转矩。另外，校正转矩比也可以代替要求转矩而使用要求空气量、代替实际转矩而使用实际空气量来简易地计算。要求转矩与要求空气量以及实际转矩与实际空气量均具有较高的相关关系，这是因为要求转矩/实际转矩与要求空气量/实际空气量能够视为相等。

如图5所示，在转移期中，由于即使将空气系统的目标空燃比λa设定为稀薄区域的1.6至理论配比区域的0.9，实际空气量x2的变化也存在响应延迟，因此在与要求空气量x1之间存在分离、即空气量过多的期间。因而，若将喷射系统的目标空燃比λf直接设定为空气系统的目标空燃比λa，则会输出比要求转矩大的实际转矩，产生由转矩上升引起的转矩变动。因此，在从稀薄燃烧向理论配比燃烧的转移期，cpu501进行使空气系统的目标空燃比λa稀薄化的转矩变动校正来决定转移时的喷射系统的目标空燃比λft，抑制产生的转矩上升，即执行转矩下降。在从稀薄燃烧向理论配比燃烧的转移期，如上述那样，由于成为实际空气量＞要求空气量，因此校正转矩比小于1。转移期喷射系统的目标空燃比λf随着t时间经过而朝向空气系统的目标空燃比fa而减少。在图5所示的例子中，为了避免nox吸藏还原催化剂无法吸藏nox的喷射系统的目标空燃比λf、例如1.0＜λf＜1.3，在步骤s118中，当转移期喷射系统的目标空燃比λft低于1.3时，还执行将转移期喷射系统的目标空燃比λft设定为1.0的空燃比限制。但是，若执行空燃比限制，则如图5所示那样喷射量增大，无法实现伴随着由喷射系统的目标空燃比λf的稀薄化而引起的实际空气量与要求空气量的分离的转矩上升的抑制。因此，如以下说明那样，可谋求基于点火正时的滞后角的转矩下降。

cpu501使用所决定的转移期喷射系统的目标空燃比λft来执行点火正时校正(步骤s120)，执行步骤s114、s116，结束本处理例程。在点火正时校正值的决定中，与转移期喷射系统的目标空燃比λft相同，使用校正转矩比来决定滞后角校正值。具体而言，预先准备校正转矩比与滞后角校正值的关系作为映射，使用计算出的校正转矩比来决定滞后角校正值。表示校正转矩比与滞后角校正值的关系的映射对应于转移期喷射系统的目标空燃比λft而具有多条特性线，使用与决定时的转移期喷射系统的目标空燃比λft对应的特性线和校正转矩比来决定滞后角校正值。在表示校正转矩比与滞后角校正值的关系的映射中，在转移期的喷射系统的目标空燃比λft为1.3≤λft的区域中，滞后角校正值为0，或者也可以仅在转移期的喷射系统的目标空燃比λft为1.0＜λft＜1.3的区域中决定滞后角校正值。如图5所示，执行点火正时的滞后直到要求空气量x1与实际空气量x2大致一致为止，滞后量随着时间经过而变小。另外，也可以不执行用于避免nox吸藏还原催化剂无法吸附nox的喷射系统的目标空燃比λf、例如1.0＜λf＜1.3的空燃比限制。

计算校正转矩比时所使用的实际转矩是与转移期喷射系统的目标空燃比λft对应的转矩，已叙述的将实际转矩与实际空气量建立对应的映射与理论配比空燃比λs对应。因此，求出以与理论配比空燃比λs对应的转矩为基准的转移期喷射系统的目标空燃比λft所对应的转矩的转矩效率，使用求出的转矩效率来校正实际空气量，使用校正后的实际空气量来决定实际转矩。转矩效率是指，在将与理论配比空燃比λs对应的转矩值设为100％的情况下的与非理论配比空燃比λ对应的转矩值的比例，即效率。关于转矩效率之后进行详细叙述。

cpu501在步骤s102中，使用已叙述的图7所示的映射来决定空气系统的目标空燃比λa，若判定为内燃机的燃烧状态不是理论配比燃烧(步骤s102：否)，则将所决定的稀空燃比λl决定为空气系统的目标空燃比λa(步骤s122)。cpu501决定所决定的空气系统的目标空燃比λa相对于理论配比空燃比λs的转矩效率(步骤s124)。具体而言，使用图9所示的预先准备的表示空气系统的目标空燃比λa与转矩效率[％]的关系的映射来决定。在本实施方式中，在决定要求空气量时，与内燃机的燃烧状态即空燃比λ无关而使用表示与理论配比空燃比λs对应的转矩和要求空气量的关系的映射。在使用以理论配比空燃比λs为基准的要求进气量、即相同的要求进气量的情况下，为了实现稀空燃比，燃料量相对地减少。其结果，以稀空燃比运行的内燃机10输出的转矩比以理论配比空燃比λs运行的内燃机10输出的转矩小，两者的关系通过表示稀空燃比λl时的转矩相对于理论配比空燃比λs时的转矩的比例即转矩效率(稀转矩/理论配比转矩)而建立对应。在图9所示的映射中，与理论配比空燃比λs对应的转矩效率为100％，随着空燃比λ变大，转矩效率降低。

cpu501使用所决定的转矩效率，将步骤s100中取得的要求转矩乘以转矩效率的倒数，对要求转矩进行校正，使用图8所示的映射来取得要求空气量(步骤s126)。例如，在步骤s122中，设定与要求转矩120nm对应的空气系统的目标空燃比λa＝1.8，在步骤s124中，决定与λa＝1.8对应的转矩效率＝53％。要求转矩120nm为100/53倍，可获得校正后的要求转矩226nm。使用所得的要求转矩226nm来决定要求空气量。即，使用用于实现在步骤s100中设定的要求转矩的燃料量，决定用于实现空气系统的目标空燃比λa＝1.8的要求空气量。

cpu501判定内燃机的燃烧状态是否为从稀薄燃烧向理论配比燃烧的转移期(步骤s128)。例如，在上次的步骤s102中的燃烧状态的判定为理论配比燃烧的情况下，进而在从上次的步骤s102中的为理论配比燃烧的判定起未经过基准时间的情况下，cpu501能够判定为是转移期。若判定为不是转移期(步骤s128：否)，则cpu501决定喷射系统的目标空燃比λf(步骤s130)。具体而言，将与空气系统的目标空燃比λa相同的空燃比设定为喷射系统的目标空燃比λf，即λf＝λl。cpu501执行点火正时校正(步骤s132)，移至步骤s114。具体而言，设定相对于基础点火正时的点火正时校正值＝0，不执行点火正时的滞后角以及提前角校正。在继续进行稀薄燃烧的情况下，内燃机10的运转状态、即空气系统以及喷射系统的目标空燃比停留在一定或微变动，因此不产生较大的转矩变动，也可以不使点火正时滞后或提前来谋求转矩降低。

cpu501若在步骤s128中判定为是转移期(步骤s128：是)，则决定转移期中的喷射系统的目标空燃比λft(步骤s134)。在步骤s128中判定的转移期，如图10所示那样，对应于从理论配比燃烧向稀薄燃烧的转移期。转移期中的喷射系统的目标空燃比λft是通过为了减小要求转矩与实际转矩之差而对空气系统的目标空燃比λa进行校正来决定的。具体而言，cpu501求出要求转矩相对于实际转矩的比作为校正转矩比，使用图11中作为例子而示出的预先准备的表示转矩比与转移期喷射系统目标空燃比λft的关系的映射，来决定转移期喷射系统目标空燃比λft。在转矩比与转移期喷射系统目标空燃比λft的关系中，发动机转速的要素可以忽略。实际转矩与要求转矩如已叙述的那样。使用表示实际转矩与实际空气量的关系的映射和实际空气量，可获得实际转矩。如已叙述的那样，映射中的实际转矩是在将理论配比空燃比λs设为空燃比、以mbt为点火正时的条件下从内燃机10输出的转矩。因而，使用已叙述的转矩效率而校正的实际空气量、即乘以转矩效率后的实际空气量来决定实际转矩。

如图10所示，在转移期，由于即使将空气系统的目标空燃比λa设定为理论配比区域的1.0至稀薄区域的1.6，实际空气量x2的变化也存在响应延迟，因此在与要求空气量x1之间存在分离、即空气量不足的期间。因而，若将喷射系统的目标空燃比λf直接设定为空气系统的目标空燃比λa，则会输出比要求转矩小的实际转矩，产生由转矩下降引起的转矩变动。因此，在从理论配比燃烧向稀薄燃烧的转移期，cpu501进行使空气系统的目标空燃比λa浓厚化的校正来决定转移时的喷射系统的目标空燃比λft，抑制产生的转矩下降，即执行转矩上升。从理论配比燃烧向稀薄燃烧的转移期，如上述那样，由于成为实际空气量＜要求空气量，因此校正转矩比大于1。转移期喷射系统的目标空燃比λft随着时间经过而朝向空气系统的目标空燃比fa增大。虽然图10所示的例子中并未示出，但为了避免nox吸藏还原催化剂无法吸附nox的喷射系统的目标空燃比λf，也可以执行如下限制：在实际空气量充分地接近要求空气量之前，维持理论配比空燃比λs，在实际空气量充分地接近要求空气量之后，将转移期喷射系统的目标空燃比λft设为1.3以上。

cpu501执行点火正时校正(步骤s136)，执行步骤s114、s116，结束本处理例程。在从理论配比燃烧向稀薄燃烧的转移期，由于产生转矩不足，因此为了基于点火正时的转矩上升，作为点火正时校正而进行提前角校正。然而，作为基础点火正时以mbt执行了点火，即使执行进一步的提前角化也无法预计转矩的增大。因而，设定点火正时校正值＝0。

上述的喷射系统的目标空燃比λf、转矩效率以及点火正时以内燃机10所具备的各气缸111为单位而计算。在图12中，示出了具有1号气缸#1、2号气缸#2、3号气缸#3、4号气缸#4的四缸发动机的例子，1号、2号、3号以及4号表示点火顺序。在图12中符号fu表示包含喷射系统目标空燃比λf的确定的喷射量以及喷射时期等喷射条件被确定的定时，符号ig表示点火正时等点火条件被确定的定时。在图12中，喷射控制表示各气缸#1～#4中的目标空燃比λf以及喷射条件的确定定时，转矩控制表示决定气缸#1～#4中的转矩效率以及滞后角校正值的定时，点火控制表示气缸#1～#4中的点火条件的确定定时。在图12的例子中，以1号气缸#1至4号气缸#4的顺序反复执行燃料喷射以及火花点火。首先，在定时fu确定针对1号气缸#1的包含喷射系统目标空燃比λf的喷射条件，接着，使用喷射系统目标空燃比λf来决定针对1号气缸#1的转矩效率以及滞后角校正值，进而接着使用基础点火正时与滞后角校正值来决定针对1号气缸#1的点火条件。该步骤在2号气缸#2、3号气缸#3以及4号气缸#4中依次执行。如以上那样，根据本实施方式的内燃机的控制装置500，以各气缸111为单位，在各定时决定了喷射系统的目标空燃比λf之后，决定转矩效率以及滞后角校正值，接着决定点火正时。另外，在转移期中，代替喷射系统目标空燃比λf而使用转移期喷射系统的目标空燃比λft。

根据以上说明的第一实施方式的内燃机的控制装置500，在决定了空气系统的目标空燃比λa之后，决定喷射系统的目标空燃比λf，进而决定目标点火正时。因而，在理论配比燃烧与稀薄燃烧之间的转移期，为了减小要求转矩与实际转矩之差，能够对空气系统的目标空燃比λa进行转矩变动校正来决定转移期的喷射系统的目标空燃比λft，其结果，能够减小或排除实际空气量变化的响应延迟的影响，抑制或消除转移期中的转矩变动。即，根据第一实施方式的内燃机的控制装置500，对空气系统的目标空燃比λa执行用于减小基于实际空气量的实际转矩与要求转矩之差的转矩变动校正来决定喷射系统的目标空燃比λf，因此能够使用反映了实际空气量变化的延迟的喷射系统的目标空燃比λf来执行内燃机10的转矩控制。其结果，能够抑制或消除伴随着实际空气量变化与要求空气量变化的分离的转矩上升或转矩下降。另外，第一实施方式中的内燃机的运转条件可以是均质燃烧、弱分层燃烧或分层燃烧中的任一个，但在均质燃烧或弱分层燃烧的情况下，能够进一步得到转矩变动的抑制的好处。

根据第一实施方式的内燃机的控制装置500，使用表示理论配比空燃比λs中的转矩与要求空气量的对应的映射、以及表示转矩与实际空气量的对应的映射，来计算理论配比燃烧时的要求空气量以及稀薄燃烧时的要求空气量，因此可以对应于理论配比燃烧时与稀薄燃烧时分开地准备映射而不储存在存储器502中，能够降低映射数。

根据第一实施方式的内燃机的控制装置500，在转移期、例如从稀薄燃烧向理论配比燃烧的转移期，避免nox吸藏还原催化剂无法吸藏nox的喷射系统的目标空燃比λf来决定转移期喷射系统的目标空燃比λft。因而，即使是转移期也能够抑制或防止催化剂的效率降低，并防止或抑制nox泄漏。其结果，能够抑制或防止转移期中的废气性能的降低，通过各燃烧区域维持良好的废气性能。

第二实施方式：

在第一实施方式中，作为决定转移期喷射系统的目标空燃比λft时的空燃比限制，对避免无法利用nox吸藏还原催化剂进行nox吸藏的喷射系统的目标空燃比λf的例子进行了说明。在第二实施方式中，作为空燃比限制，除此之外，考虑失火界限来执行空燃比限制。例如，在通过作为转矩变动校正的稀薄化校正而得的转移期喷射系统的目标空燃比λft被校正为超过失火界限的空燃比的情况下，将未超过失火界限的空燃比设定为转移期喷射系统的目标空燃比λft。根据第二实施方式，能够防止或抑制内燃机10中的失火而输出所要求的转矩。

第三实施方式：

第三实施方式的内燃机的控制装置能够协调egr控制与空燃比控制。第三实施方式的内燃机的控制装置的构成与第一实施方式的内燃机的控制装置500的构成相同，因此标注相同的附图标记并省略各构成的说明。在egr控制中，控制配置于egr管42的egr阀35的开阀量来变更egr率。协调控制的条件如以下所述。

·对应于内燃机10的运转状态，具有多个目标空燃比的映射和与目标egr率的映射。

·以要求转矩的变化或者催化剂的净化为目的，变更空燃比以及egr率。

·对于相同的内燃机10的运转条件，存在设定有多个燃烧状态的区域。

·空燃比与egr率相对于目标渐变。

·目标空燃比、点火正时、喷射模式能够分开地设定。

·目标空燃比与egr率被设定为，始终通过燃烧稳定的区域。

egr率与空燃比例如可以如图13所示那样变化。在图13中，第一点ps表示理论配比燃烧点，第二点pl表示稀薄燃烧点。当燃烧点在理论配比燃烧点ps与稀薄燃烧点rl之间被变更时，优选不通过由特性线el1表示的失火区域的egr率与空燃比的变化。另一方面，应避免通过由特性线el2表示的失火区域的egr率与空燃比的变化。但是，egr阀35的响应性较低，另外，与流量变化相关的废气的响应性也较低，因此在燃烧状态的转移期中，即使向egr阀35输出关闭信号，egr率也不立即降低，即使向egr阀35输出打开信号，egr率也不立即增加。因而，当基于信号的输出独立地控制egr率与空燃比时，作为结果，有时产生由特性线el2所示的egr率与空燃比的变化。

在第三实施方式中，在内燃机10的燃烧状态从理论配比燃烧被切换为稀薄燃烧时，首先关闭egr阀35而使egr率降低，然后执行空燃比的变更。另外，在内燃机10的燃烧状态从稀薄燃烧被切换为理论配比燃烧时，首先变更空燃比，然后打开egr阀35而使egr率增大。通过执行这样的egr率与空燃比的协调控制，实际的egr率与空燃比如由图13所示的特性线el1表示那样变化。与此相对，在以往的独立控制中，在内燃机10的燃烧状态从理论配比燃烧被切换为稀薄燃烧时，关闭egr阀35并且变更空燃比，在内燃机10的燃烧状态从稀薄燃烧被切换为理论配比燃烧时，egr阀35随着空燃比的变更而打开，因此实际的egr率与空燃比如由图13所示的特性线el2表示那样变化。其结果，通过失火区域。

如以上那样，第三实施方式的内燃机的控制装置500协调控制egr率与空燃比，因此防止或抑制内燃机10中的失火，输出所要求的转矩。

其他实施方式：

(1)在上述实施方式中，通过节气门阀33、egr阀35的开度调整来控制实际空气量，但也可以通过废气泄压阀34的开度调整来控制实际空气量。

(2)在上述实施方式中使用了各种映射，但也可以代替映射而使用预先准备的函数，使用所取得的控制参数来动态地执行运算。另外，转移期的喷射系统的目标空燃比λft使用校正转矩比、以及表示转矩比与转移期喷射系统目标空燃比λft的关系的映射来决定。与此相对，也可以预先准备将校正转矩比与转移期中的喷射系统的目标空燃比校正值建立对应的映射，将使用该映射与校正转矩比而得的喷射系统的目标空燃比校正值与空气系统的目标空燃比λa相加，从而对空气系统的目标空燃比进行转矩变动校正来决定转移期的喷射系统的目标空燃比λft。在这种情况下，在转移期中使用与空气系统的目标空燃比λa不同的喷射系统的目标空燃比λf，也能够获得在第一实施方式中所获得的优点。

(3)在上述实施方式中，使用表示理论配比空燃比λs中的转矩与要求空气量以及转矩与实际空气量的对应的映射，来计算理论配比燃烧时的要求空气量以及稀薄燃烧时的要求空气量。与此相对，也可以使用表示与理论配比燃烧时和稀薄燃烧时对应的转矩与要求空气量以及转矩与实际空气量的对应的映射。在该情况下也能够抑制或防止转移期中的转矩变动。

(4)在上述实施方式中，cpu501通过执行内燃机控制程序p1，以软件的方式实现了记录检测信号的控制部，但也可以通过预先编程的集成电路或分立电路，以硬件的实现。

以上，基于实施方式、变形例对本公开进行了说明，但上述发明的实施方式是为了便于对本公开的理解，而并不限定本公开。本公开能够在不脱离其主旨以及权利要求书的情况下进行变更、改良，并且在本公开中包括其等价物。例如，发明内容一栏所记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式、变形例中的技术特征为了解决上述课题的一部分或全部、或者为了实现上述效果的一部分或全部，能够进行适当替换、组合。另外，若该技术特征在本说明书中未作为必要技术特征而进行说明，则能够适当删除。