JP2002332885A

JP2002332885A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2002332885A
Application number: JP2001140248A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ito; 真洋伊藤; Kenji Kasashima; 健司笠島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2002-11-22
Anticipated expiration: 2021-05-10
Also published as: JP4304415B2

Abstract

(57)【要約】【課題】吹き返し現象による影響を機関制御に好適に反
映させることのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】この制御装置は、機関回転速度及び機関負
荷から基本燃料噴射量Ｑｂｓｅ及び基本点火時期Ａｂｓ
ｅをそれぞれ算出する（ステップＳ１１）。吸気バルブ
２０の開弁時において、筒内圧Ｐ１及び吸気管圧Ｐ０を
検出する（ステップＳ１３）。これらの差圧（Ｐ１−Ｐ
０）に基づいて吹き返し量αを求める（ステップＳ１
４）。吹き返し量αに基づいて燃料噴射量補正値ＫＱ及
び点火時期補正値ＫＡをそれぞれ算出する（ステップＳ
１５）。これら補正値ＫＱ，ＫＡにより、基本燃料噴射
量Ｑｂｓｅ及び基本点火時期Ａｂｓｅをそれぞれ補正
し、それら補正後の値を最終燃料噴射量Ｑｆｉｎ及び最
終点火時期Ａｏｐとして設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関では、混合気の燃焼により上昇
した筒内圧が十分に低下する前に吸気バルブが開弁され
ると、吸気管内に燃焼室内の排気の一部が逆流する現
象、いわゆる「吹き返し現象」が生じる。

【０００３】こうした吹き返し現象が生じると、排気の
熱により吸気管の内壁に付着している燃料が気化され、
その気化した燃料が燃焼室内に吸入されるようになる。
その結果、こうした気化燃料の分だけ過剰な燃料が燃焼
室内に吸入されることとなる。

【０００４】また、こうした吹き返し現象により吸気管
内に逆流した排気は、吸入空気とともに、いわゆる内部
ＥＧＲガスとして燃焼室内に再度導入される。このた
め、こうした内部ＥＧＲガスの導入により、燃焼室内の
混合気のうち内部ＥＧＲガスを除いた吸入空気の占める
割合や、同混合気の温度が変化することとなり、それに
伴って点火時期やバルブタイミングといった機関制御に
かかる制御量についてもその適切な値が変化するように
なる。

【０００５】そこで従来の装置では、機関制御にかかる
制御量について、こうした吹き返し現象の影響を反映さ
せるための補正項を、機関負荷や機関回転速度などを算
出パラメータとするマップ演算を通じて算出するように
している。こうした演算に用いられるマップは、機関負
荷及び機関回転速度により定まる内燃機関の運転状態
と、同運転状態での吹き返し量若しくは内部ＥＧＲ量に
見合う補正項との関係が実験などにより求められ、その
関係に基づいて設定されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】こうしたマップ演算に
よって補正項を算出し、その補正項によって機関制御に
かかる制御量を補正することにより、同機関制御に吹き
返し現象の影響が反映されるようにはなる。

【０００７】ところが、機関負荷や機関回転速度が同じ
条件下にあっても、内燃機関が過渡運転状態にあるとき
や、燃焼室内における混合気の燃焼状態が不安定なとき
等には、吹き返し量にばらつきが生じるようになる。そ
して、こうしたばらつきが生じると、吹き返し現象の影
響に見合う補正項を算出することができなくなり、その
影響を機関制御に好適に反映させることができなくな
る。

【０００８】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、吹き返し現象による影響を
機関制御に好適に反映させることのできる内燃機関の制
御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。先
ず、請求項１に記載の発明は、内燃機関の筒内圧を検出
する筒内圧検出手段と、前記内燃機関の吸気管圧を検出
する吸気管圧検出手段と、前記検出される筒内圧及び吸
気管圧の差圧に基づいて機関制御にかかる制御量を算出
する制御量算出手段とを備えることをその要旨とする。

【００１０】上記構成によれば、筒内圧及び吸気管圧の
差圧の大きさにより変化するそのときどきの吹き返し量
に応じて機関制御にかかる制御量を算出することがで
き、吹き返し現象による影響を同機関制御に好適に反映
させることができるようになる。

【００１１】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の内燃機関の制御装置において、前記制御量算出
手段は、前記制御量算出手段は、前記内燃機関の吸気バ
ルブが開弁されるとき又は開弁前に検出される筒内圧及
び吸気管圧の差圧に基づいて前記制御量を算出するもの
であることをその要旨とする。

【００１２】上記構成によれば、吸気バルブが開弁され
るとき又は開弁前における筒内圧及び吸気管圧の差圧か
ら、同吸気バルブが開弁した後における吹き返し量をよ
り正確に把握した上で、同機関制御についての好適な制
御量を算出することができるようになる。

【００１３】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の内燃機関の制御装置において、機関回転速度を
検出する回転速度検出手段を更に備え、前記制御量算出
手段は、前記制御量を算出する際の算出パラメータとし
て前記検出される機関回転速度を含むことをその要旨と
する。

【００１４】機関回転速度が低下し、それに伴って吸気
バルブの開弁速度が低下したときに吹き返し現象が生じ
ると、吸気バルブの開度が十分に大きくなる前に筒内圧
が大きく低下するようになるため、吹き返し量は少なく
なる。上記構成によれば、こうした機関回転速度に応じ
た吹き返し量の変化に合わせて制御量を算出することが
でき、吹き返し現象による影響を機関制御に一層好適に
反映させることができるようになる。

【００１５】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
〜３の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、前
記内燃機関の排気管圧を検出する排気管圧検出手段を更
に備え、前記制御量算出手段は、前記内燃機関のバルブ
オーバラップ期間において前記制御量を算出する際の算
出パラメータとして、前記吸気バルブが開弁されるとき
又は開弁前に検出される排気管圧を含むことをその要旨
とする。

【００１６】内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブが共
に開弁されている期間、すなわちバルブオーバラップ期
間において吹き返し現象が生じた場合には、気筒内から
排気管に排気が排出されることによって吸気バルブの開
弁後における筒内圧が大きく低下するようになるため、
吹き返し量は少なくなる。上記構成によれば、こうした
排気管内への排気の排出に応じた吹き返し量の変化に合
わせて制御量を算出することができ、吹き返し現象によ
る影響を機関制御に一層好適に反映させることができる
ようになる。

【００１７】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
に記載の内燃機関の制御装置において、前記筒内圧をＰ
１、前記吸気管圧をＰ０、前記吸気管の機関燃焼室に対
する開口面積をＭ、排気の比重をγ、重力加速度をｇ、
前記吸気バルブの開弁時刻をＴ０、前記吸気バルブの開
弁後において筒内圧Ｐ１が吸気管圧Ｐ０と等しくなる時
刻をＴ１とするとき、前記制御量算出手段は、次の値

【００１８】

【数２】に基づいて前記機関制御にかかる制御量を算出すること
をその要旨とする。

【００１９】燃焼室内から吸気管内へと逆流する排気の
流速Ｖは、以下の式（２）から求めることができる。

【００２０】

【数３】そして、この流速Ｖに、燃焼室の吸気管に対する開口面
積Ｍと燃焼ガスの比重γとを乗じた値を、内燃機関の吸
気バルブが開弁されてから筒内圧Ｐ１及び吸気管圧Ｐ０
とが等しくなるまでの期間（Ｔ０〜Ｔ１）、すなわち吹
き返し現象が生じている期間において積分することによ
り、吹き返し現象により燃焼室内から吸気管内へと逆流
する排気の総量（吹き返し量）を算出することができる
ようになる。そして、上記構成のように、この積分値
（上記値（１））に基づいて機関制御にかかる制御量を
算出することで、吹き返し現象による影響を機関制御に
好適に反映させることができるようになる。

【００２１】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
〜５の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、前
記機関制御にかかる制御量は、燃料噴射量であることを
その要旨とする。

【００２２】上記構成によれば、吹き返し現象の影響を
燃料噴射量に好適に反映させることができるようにな
る。なお、請求項６に記載の発明を、吸気管内に燃料を
噴射するタイプの内燃機関に適用した場合には、吹き返
し現象の影響によって、吸気管の内壁に付着する燃料の
量や付着した燃料の気化量が変化する場合でも、これら
の変化を燃料噴射量に好適に反映させることができるよ
うになる。

【００２３】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
〜６の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、前
記機関制御にかかる制御量は、点火時期であることをそ
の要旨とする。

【００２４】上記構成によれば、吹き返し現象の影響を
点火時期に好適に反映させることができるようになる。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか
に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関のバル
ブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を
更に備え、前記機関制御にかかる制御量は、前記バルブ
タイミングであることをその要旨とする。

【００２５】上記構成によれば、バルブタイミングの変
更を通じて内部ＥＧＲ量を調整するに際し、その設定さ
れるバルブタイミングに吹き返し現象の影響による内部
ＥＧＲ量の変化を反映させることができるようになり、
より精度の高い内部ＥＧＲ量の調整が可能になる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる内燃機関の
制御装置の一実施の形態について説明する。はじめに、
図１を参照して本実施の形態にかかる制御装置が適用さ
れる内燃機関、並びにその周辺装置の概略構成について
説明する。

【００２７】同図１に示されるように、内燃機関１１
は、その気筒１２内にピストン１３を備えている。ピス
トン１３は、内燃機関１１の出力軸であるクランクシャ
フト１５にコンロッド１４を介して連結されている。

【００２８】一方、気筒１２内において上記ピストン１
３の上方に形成される燃焼室１８には、吸気管１９及び
排気管２１が接続されている。気筒１２には、これら吸
気管１９及び排気管２１と燃焼室１８との連通部分、す
なわち吸気ポート１９ａや排気ポート２１ａを開閉する
吸気バルブ２０及び排気バルブ２２がそれぞれ設けられ
ている。

【００２９】内燃機関１１には、これら吸気バルブ２０
及び排気バルブ２２に対応して、吸気カムシャフト２３
及び排気カムシャフト２４が設けられている。これらカ
ムシャフト２３，２４は、ベルト等を介してクランクシ
ャフト１５に駆動連結されている。そして、吸気バルブ
２０は吸気カムシャフト２３の回転に伴って、また排気
バルブ２２は排気カムシャフト２４の回転に伴って、そ
れぞれ開弁若しくは閉弁駆動される。これにより、上記
吸気ポート１９ａ及び排気ポート２１ａが、それぞれ適
宜のタイミングで開閉される。

【００３０】上記吸気管１９には、その上流側から順
に、アクセルペダル（図示略）の操作量に応じて同吸気
管１９内を通過する吸入空気の量を調節するスロットル
バルブ２５、吸入空気の脈動を平滑化するサージタンク
２６、及び同吸気管１９内に燃料を噴射する燃料噴射弁
２７が設けられている。

【００３１】上記燃焼室１８には、同燃焼室１８内に充
填される燃料と空気とからなる混合気に対して点火を行
う点火プラグ２８が取り付けられている。この装置に
は、機関運転状態を検出するセンサとして、上記燃焼室
１８内の圧力（筒内圧）を検出するための筒内圧センサ
３１、上記スロットルバルブ２５よりも下流側における
吸気管１９内の圧力（吸気管圧）を検出するための吸気
圧センサ３２、上記クランクシャフト１５の回転位相
（クランク角）及び機関回転速度を検出するためのクラ
ンクセンサ３３等が設けられている。

【００３２】また、この装置には、例えばマイクロコン
ピュータを有して構成される電子制御装置３０が設けら
れており、この電子制御装置３０には、上記各センサの
出力信号が取り込まれている。そして、電子制御装置３
０は、これら出力信号に基づいて検出されるそのときど
きの機関運転状態に基づいて燃料噴射弁２７の燃料噴射
量や、点火プラグ２８の点火時期等を制御する。

【００３３】次に、こうした燃料噴射量や点火時期にか
かる制御について説明する。本実施の形態では、機関運
転状態に基づいて燃料噴射量や点火時期についての基本
値を求めるとともに、筒内圧及び吸気管圧の差圧に基づ
いて吹き返し量を推定し、更にこの吹き返し量に基づい
て燃料噴射量や点火時期の基本値を補正するようにして
いる。まず、この吹き返し量を推定する際の手順につい
て説明する。

【００３４】筒内圧をＰ１、吸気管圧をＰ０、排気の比
重をγ、重力加速度をｇとすると、前述した吹き返し現
象により燃焼室１８内から吸気管１９内へと逆流する排
気の流速Ｖは、ベルヌーイの定理に基づく以下の式
（３）から算出することができる。

【００３５】

【数４】そして、吸気管１９の燃焼室１８に対する開口面積、す
なわち吸気ポート１９ａと吸気バルブ２０との間の開口
面積をＭ、吸気バルブ２０の開弁時刻をＴ０、吸気バル
ブ２０の開弁後において筒内圧Ｐ１が吸気管圧Ｐ０と等
しくなる時刻をＴ１とすると、吹き返し量αは、以下の
式（４）に示すように、上記流速Ｖに、上記開口面積Ｍ
及び比重γを乗じた値Ｖ・Ｍ・γを期間Ｔ０〜Ｔ１にお
いて積分することにより求められる。

【００３６】

【数５】上式（４）から明らかなように、吹き返し量αは、上記
筒内圧Ｐ１及び吸気管圧Ｐ０の差圧（Ｐ１−Ｐ０）をパ
ラメータとする関数に基づいて推定することができる。

【００３７】そこで、本実施の形態の装置では、上記差
圧（Ｐ１−Ｐ０）に基づいて吹き返し量αを推定すると
ともに、その推定される吹き返し量αに基づいて燃料噴
射量や点火時期の基本値についての補正項を算出し、更
にその補正項に基づいて上記各基本値をそれぞれ補正す
るようにしている。

【００３８】図２のフローチャートは、このように吹き
返し量αに基づいて燃料噴射量及び点火時期を制御する
際の手順を示している。このフローチャートに示される
一連の処理は電子制御装置３０によって所定の制御周期
をもって繰り返し実行される。

【００３９】同図２に示されるように、この一連の処理
では先ず、機関回転速度及び機関負荷に基づいて、基本
燃料噴射量Ｑｂｓｅ、及び基本点火時期Ａｂｓｅがそれ
ぞれ算出される（ステップＳ１１）。なお、上記機関負
荷としては、例えば上記吸気圧センサ３２により検出さ
れる吸気管圧と上記機関回転速度とに基づき算出される
吸入空気量が用いられる。

【００４０】その後、現在の制御タイミングが吸気バル
ブ２０の開弁タイミングであるか否かが、クランク角に
基づいて判断される（ステップＳ１２）。そして、吸気
バルブ２０の開弁タイミングではないと判断される場合
には（ステップＳ１２：ＮＯ）、本処理は一旦終了され
る。

【００４１】一方、吸気バルブ２０の開弁タイミングで
あると判断される場合には（ステップＳ１２：ＹＥ
Ｓ）、筒内圧Ｐ１及び吸気管圧Ｐ０が取り込まれる（ス
テップＳ１３）。

【００４２】そして、これらの差圧（Ｐ１−Ｐ０）に基
づいて、吹き返し量αが算出される（ステップＳ１
４）。図３は、この差圧（Ｐ１−Ｐ０）と吹き返し量α
との関係を示す演算用のマップである。このマップに示
されるように、上記差圧（Ｐ１−Ｐ０）が大きくなるほ
ど吹き返し量αは大きな値として算出される。これは以
下の理由による。すなわち、上式（３）から明らかなよ
うに、差圧（Ｐ１−Ｐ０）が大きいときほど、燃焼室１
８内から吸気管１９内へと逆流する排気の流速Ｖが速く
なるため、吹き返し量αも多くなり、また、吸気バルブ
２０の開弁時の差圧（Ｐ１−Ｐ０）が大きいほど、この
差圧（Ｐ１−Ｐ０）が「０」になるまでの時間が長くな
るため、吹き返し現象の継続時間が長くなるからであ
る。

【００４３】このように吹き返し量αが算出されると、
次にこの吹き返し量αに基づいて、燃料噴射量補正値Ｋ
Ｑ、及び点火時期補正値ＫＡが算出される（ステップＳ
１５）。

【００４４】ここで、この燃料噴射補正値ＫＱは、例え
ば以下の式に基づいて算出される。ＫＱ＝ＫＱ１・β 上式において、ＫＱ１は、吸気管１９の内壁における付
着燃料量、及び同内壁からの燃料気化量の変化を燃料噴
射量に反映させるためのものであり、機関運転状態に基
づき算出される係数である。例えば、燃料付着量と燃料
気化量とが等しくなるような機関運転状態では、この係
数ＫＱ１は「１．０」に設定される。また、燃料付着量
が燃料気化量よりも多くなるような機関運転状態では、
係数ＫＱ１は１．０よりも大きな値に設定される。これ
とは逆に、燃料付着量が燃料気化量よりも少なくなるよ
うな機関運転状態では、係数ＫＱ１は１．０よりも小さ
な値に設定される。

【００４５】ここで、機関運転状態が同じであっても、
吹き返し量に応じて付着燃料量と燃料気化量との関係が
変化する。すなわち、吹き返し量が多くなると、排気の
熱によって燃料の付着が抑制される一方、付着燃料の気
化が促進されるようになる。これとは逆に、吹き返し量
が少なくなると、燃料の付着が増加する一方、燃料気化
量は減少するようになる。

【００４６】上記係数βは、このように吹き返し量に応
じて付着燃料量と燃料気化量との関係が変化する場合
に、その変化を上記係数ＫＱ１に反映させるための係数
である。例えば図４の演算マップに示されるように、吹
き返し量αが多くなるほど係数βは小さい値として算出
される。従って、燃料噴射量補正値ＫＱも、吹き返し量
αが多くなるほど小さな値に設定されるようになる。

【００４７】このように両補正値ＫＱ，ＫＡが算出され
た後、以下の各式に示すように、これら補正値ＫＱ，Ｋ
Ａに基づいて基本燃料噴射量Ｑｂｓｅ及び基本点火時期
Ａｂｓｅが補正され、最終燃料噴射量Ｑｆｉｎ及び最終
点火時期Ａｏｐが算出される（ステップＳ１６）。Ｑｆｉｎ←Ｑｂｓｅ・ＫＱＡｏｐ←Ａｂｓｅ＋ＫＡ従って、本実施の形態では、吹き返し量αが大きくなる
ほど燃料噴射量補正値ＫＱが小さくなり、最終燃料噴射
量Ｑｆｉｎが減量されるようになる。

【００４８】また、吹き返し現象の影響により混合気の
温度が変化するため、これに伴って好適な点火時期も変
化するようになる。上記点火時期補正値ＫＡは、このよ
うに吹き返し現象の影響により混合気の温度が変化する
場合であっても、点火時期が好適な時期になるように、
その値が吹き返し量αに基づいて設定されている。

【００４９】このようにして、最終燃料噴射量Ｑｆｉｎ
及び最終点火時期Ａｏｐが算出されると、本処理が一旦
終了される。以上説明した態様をもって燃料噴射量及び
点火時期を制御するようにした本実施の形態によれば、
以下に記載する効果が得られるようになる。

【００５０】（１）筒内圧及び吸気管圧の差圧に基づい
て吹き返し量を求め、この吹き返し量に基づいて燃料噴
射量及び点火時期についての補正値を算出するようにし
た。このため、筒内圧及び吸気管圧の差圧の大きさによ
り変化する吹き返し量に応じて燃料噴射量及び点火時期
を算出することができ、吹き返し現象による影響をこれ
ら機関制御に好適に反映させることができるようにな
る。

【００５１】（２）また、吹き返し量を、吸気バルブ２
０の開弁時に検出される筒内圧及び吸気管圧の差圧に基
づき求めるようにした。このため、吸気バルブ２０の開
弁後に上記差圧が「０」になるまでの時間に応じて、吹
き返し量を求めることができるようになる。従って、吸
気バルブ２０の開弁後における吹き返し量をより正確に
把握した上で、燃料噴射量や点火時期を制御することが
でき、吹き返し現象による影響をより一層好適に上記各
機関制御に反映させることができるようになる。

【００５２】（３）機関制御にかかる制御量として、点
火時期を適用するようにした。このため、吹き返し現象
の影響による燃焼室１８内の混合気の温度変化を点火時
期に好適に反映させることができ、より適切な点火時期
の算出が可能になる。

【００５３】（４）また、吹き返し現象の影響により、
吸気管１９の内壁への燃料付着量や同内壁からの燃料気
化量が変化する場合であっても、この変化を燃料噴射量
に好適に反映させることが可能になる。

【００５４】なお、上記実施の形態は、以下のように変
更して実施してもよい。・上記実施の形態では、吸気圧センサ３２により吸気管
圧Ｐ０を検出するようにしたが、これに代えて、吸気管
１９内を流れる吸入空気の量を検出する吸気量センサを
設け、この吸気量センサにより検出される吸入空気量に
基づいて吸気管圧を算出するようにしてもよい。

【００５５】・上記実施の形態では、吹き返し量αの算
出に用いる筒内圧Ｐ１及び吸気管圧Ｐ０を吸気バルブ２
０の開弁時に検出するようにしたが、これら圧力Ｐ１，
Ｐ０を同バルブ２０が開弁される直前の所定期間におい
て検出するようにしてもよい。要は、吸気バルブ２０の
開弁時における筒内圧及び吸気管圧を精度よく推定する
ことのできる期間（例えば、吸気バルブ２０が開弁され
る以前のクランク角で３０°ＣＡの範囲にあたる期間）
において両圧力をそれぞれ検出すればよい。

【００５６】・吹き返し量αに基づく最終燃料噴射量Ｑ
ｆｉｎの算出に際し、内部ＥＧＲ量の変化を加味するよ
うにしてもよい。この場合には、吹き返し量αが多くな
るほど大きな値となる燃料噴射量補正値ＫＱ’を求める
とともに、最終燃料噴射量Ｑｆｉｎを次式「Ｑｆｉｎ＝
Ｑｂｓｅ−ＫＱ’」を通じて設定する。ここで、吹き返
し量が多くなるほど、内部ＥＧＲ量は多くなるために、
燃焼室内の混合気のうち内部ＥＧＲガスを除いた吸入空
気の占める割合が少なくなり、その分だけ混合気の空燃
比がリッチ側の値になる。このため、上記構成のよう
に、吹き返し量αが多いときほど燃料噴射補正値ＫＱ’
を大きい値として算出することで、混合気の空燃比の変
化に応じた最終燃料噴射量Ｑｆｉｎの算出が可能にな
る。従って、吹き返し現象に伴う内部ＥＧＲ量の変化を
燃料噴射量に好適に反映させることができるようにな
る。

【００５７】・上記実施の形態では、筒内圧Ｐ１及び吸
気管圧Ｐ０の差圧（Ｐ１−Ｐ０）に基づいて吹き返し量
αを算出するようにしたが、この際の算出パラメータと
して機関回転速度を加えるようにしてもよい。この場合
には、例えば図５の演算用マップに示されるように、上
記差圧（Ｐ１−Ｐ０）が同じであっても、機関回転速度
ＮＥが低いときほど吹き返し量αを少ない量として算出
する。機関回転速度が低くなり、それに応じて吸気バル
ブ２０の開弁速度が低下したときに吹き返し現象が生じ
ると、吸気バルブ２０の開度が十分に大きくなる前に筒
内圧が大きく低下するようになるため、吹き返し量は少
なくなる。従って、上記構成のように、機関回転速度Ｎ
Ｅが低いときほど吹き返し量αを少ない量として算出す
ることで、吸気バルブ２０の開弁速度の低下に応じた吹
き返し量αの算出が可能になる。従って、吹き返し量を
より精度よく算出することができるようになり、ひいて
は吹き返し現象による影響を燃料噴射量や点火時期に一
層好適に反映させることができるようになる。

【００５８】・また、バルブオーバラップ期間が設定さ
れる内燃機関にあっては、排気管２１内の圧力（排気管
圧）Ｐ２を検出する排気圧センサを新たに設けるととも
に、バルブオーバラップ期間において吹き返し量αを算
出する際の算出パラメータとして、吸気バルブ２０の開
弁時における排気管圧Ｐ２を加えるようにしてもよい。
この場合には、例えば図６の演算マップに示されるよう
に、上記差圧（Ｐ１−Ｐ０）が同じであっても、排気管
圧Ｐ２が高くなるほど吹き返し量αを多い量として算出
する。ここで、バルブオーバラップ期間において吹き返
し現象が生じる場合には、吸気バルブ２０の開弁後にお
ける筒内圧が、燃焼室内から排気管への排気の排出によ
っても低下するようになるため、吹き返し量は少なくな
る。また、筒内圧及び吸気管圧の差圧が一定の条件下に
あっては、このときの排気管圧が低いほど燃焼室内から
排気管内に排出される排気の流量が多くなるため、吹き
返し量は少なくなる。従って、上記構成のように、排気
管圧Ｐ２が低いときほど吹き返し量αを少ない量として
算出することで、排気管２１内への排気の排出流量の変
化に応じた吹き返し量αの算出が可能になる。従って、
吹き返し量をより精度よく算出することが可能になる。

【００５９】・上記実施の形態では、吸気バルブ２０の
開弁時における筒内圧Ｐ１及び吸気管圧Ｐ０の差圧（Ｐ
１−Ｐ０）に基づいてマップから吹き返し量αを算出す
るようにしたが、これに代えて、上式（４）に基づいて
吹き返し量αを算出するようにしてもよい。こうした構
成によれば、上記差圧の推移に応じて、吹き返し量を精
度よく算出することができるようになる。

【００６０】・上記実施の形態では、筒内圧Ｐ１及び吸
気管圧Ｐ０の差圧（Ｐ１−Ｐ０）に基づいて吹き返し量
αを求め、この吹き返し量αに基づいて燃料噴射補正値
ＫＱ及び点火時期補正値ＫＡを算出し、更には、これら
補正値ＫＱ，ＫＡに基づき最終燃料噴射量Ｑｆｉｎ及び
最終点火時期Ａｏｐを設定するようにした。これに代え
て、上記差圧（Ｐ１−Ｐ０）に基づいて各補正値ＫＱ，
ＫＡを算出し、これら補正値ＫＱ，ＫＡに基づき最終燃
料噴射量及び最終点火時期を設定したり、あるいは同差
圧（Ｐ１−Ｐ０）に基づき最終燃料噴射量及び最終点火
時期を直接設定したりするようにしてもよい。

【００６１】・本発明にかかる制御装置をバルブタイミ
ングを可変とする可変バルブタイミング機構を備えた内
燃機関に適用するとともに、このバルブタイミングを上
記差圧（Ｐ１−Ｐ０）に基づいて制御するようにしても
よい。こうした構成によれば、バルブタイミングの変更
を通じた内部ＥＧＲ量の調整に際し、設定されるバルブ
タイミングに吹き返し現象の影響による内部ＥＧＲ量の
変化を反映させることができるようになり、より精度の
よい内部ＥＧＲ量の調整が可能になる。

【００６２】・上記実施の形態では、吸気管１９内に燃
料を噴射するタイプの内燃機関１１に本発明にかかる制
御装置を適用するようにしたが、燃焼室内に燃料を直接
噴射するタイプの内燃機関に本発明にかかる制御装置を
適用するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる内燃機関の制御装置の一実施の
形態についてその概略構成を示すブロック図。

【図２】各制御量を算出する処理の手順を示すフローチ
ャート。

【図３】吹き返し量の算出に際して用いられる演算用マ
ップ。

【図４】燃料噴射量補正値の算出に際して用いられる演
算用マップ。

【図５】吹き返し量の算出に際して用いられる演算用マ
ップ。

【図６】吹き返し量の算出に際して用いられる演算用マ
ップ。

【符号の説明】

１１…内燃機関、１２…気筒、１３…ピストン、１４…
コンロッド、１５…クランクシャフト、１８…燃焼室、
１９…吸気管、１９ａ…吸気ポート、２０…吸気バル
ブ、２１…排気管、２１ａ…排気ポート、２２…排気バ
ルブ、２３…吸気カムシャフト、２４…排気カムシャフ
ト、２５…スロットルバルブ、２６…サージタンク、２
７…燃料噴射弁、２８…点火プラグ、３０…電子制御装
置、３１…筒内圧センサ、３２…吸気圧センサ、３３…
クランクセンサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 43/00 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｚ 45/00 ３６４ 45/00 ３６４Ｄ３６８３６８ＳＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 ＡＦターム(参考） 3G022 AA00 FA06 FA07 GA00 GA05 GA06 GA07 GA15 3G084 AA00 BA13 BA17 BA23 DA04 EB08 FA00 FA07 FA11 FA21 FA33 3G092 AA01 AA11 BA09 BB02 BB03 DA08 EC09 HA01Z HA05Z HC01Z HD08Z HE01Z 3G301 HA01 HA19 LA00 LA07 MA12 MA13 NA09 NC02 PA01Z PA07Z PC01Z PD14Z PE01Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧検出手
段と、前記内燃機関の吸気管圧を検出する吸気管圧検出手段
と、前記検出される筒内圧及び吸気管圧の差圧に基づいて機
関制御にかかる制御量を算出する制御量算出手段とを備
えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の内燃機関の制御装置にお
いて、前記制御量算出手段は、前記内燃機関の吸気バルブが開
弁されるとき又は開弁前に検出される筒内圧及び吸気管
圧の差圧に基づいて前記制御量を算出することを特徴と
する内燃機関の制御装置。
【請求項３】機関回転速度を検出する回転速度検出手段
を更に備え、前記制御量算出手段は、前記制御量を算出する際の算出
パラメータとして前記検出される機関回転速度を含む請
求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】前記内燃機関の排気管圧を検出する排気管
圧検出手段を更に備え、前記制御量算出手段は、前記内燃機関のバルブオーバラ
ップ期間において前記制御量を算出する際の算出パラメ
ータとして、前記吸気バルブが開弁されるとき又は開弁
前に検出される排気管圧を含む請求項１〜３の何れかに
記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】前記筒内圧をＰ１、前記吸気管圧をＰ０、
前記吸気管の機関燃焼室に対する開口面積をＭ、排気の
比重をγ、重力加速度をｇ、前記吸気バルブの開弁時刻
をＴ０、前記吸気バルブの開弁後において筒内圧Ｐ１が
吸気管圧Ｐ０と等しくなる時刻をＴ１とするとき、前記
制御量算出手段は、次の値【数１】に基づいて前記機関制御にかかる制御量を算出する請求
項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】請求項１〜５の何れかに記載の内燃機関の
制御装置において、前記機関制御にかかる制御量は、燃料噴射量であること
を特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】請求項１〜６の何れかに記載の内燃機関の
制御装置において、前記機関制御にかかる制御量は、点火時期であることを
特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】内燃機関のバルブタイミングを可変とする
可変バルブタイミング機構を更に備え、前記機関制御にかかる制御量は、前記バルブタイミング
である請求項１〜７の何れかに記載の内燃機関の制御装
置。