JP2011085093A - 内燃機関の排気脈動特性推定装置及び制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】流路断面積制御手段によって制御された排気流路の断面積を用いて内燃機関の排気脈動の特性を推定する。
【解決手段】排気流路の断面積を制御する流路断面積制御手段を備えた内燃機関において、前記流路断面積制御手段によって制御された排気流路の断面積を用いて内燃機関の排気脈動の特性を推定する（Ｓ１０４）。推定された排気脈動の特性に応じて、内燃機関の吸気弁及び排気弁の両方が開弁状態となる期間であるバルブオーバーラップ期間を制御する（Ｓ１０７）。これにより、内燃機関における掃気効果を高めることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の排気脈動特性推定装置及び制御システムに関する。

内燃機関においては、吸気ポートから気筒内に流入した吸気が排気ポートに吹き抜けることで生じる掃気効果を利用して体積効率を向上させる技術が知られている。排気脈動の振幅がある程度大きくなると、排気圧力が低下したときに排気圧力よりも吸気圧力の方が高くなる場合がある。そこで、この排気圧力よりも吸気圧力の方が高くなっている期間中に、吸気弁及び排気弁の両方が開弁している状態（所謂バルブオーバーラップ）とし、これによって掃気効果を生じさせる。掃気効果を生じさせることによって、気筒内に残留した既燃ガス（内部ＥＧＲガス）を減少させることができる。その結果、気筒内の新気量が増加するため、体積効率を向上させることができる。

上記のように、掃気効果を利用するためには、排気圧力よりも吸気圧力の方が高くなっている期間中にバルブオーバーラップ期間を生じさせる必要がある。そのためには、排気脈動の特性を高精度で推定することが重要である。

特許文献１には、内燃機関の排気弁開弁直前のシリンダ内圧力と平滑された排気圧の比と機関回転速度とに基づいて、排気弁開時の排気弁近傍の排気圧を推定する技術が開示されている。

特開２００５−３０７８０４号公報 特開２００５−３０７８０１号公報

本発明は、内燃機関の排気脈動の特性を高精度で推定することが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の排気脈動特性推定装置は、
排気流路の断面積を制御する流路断面積制御手段を備えた内燃機関において、
前記流路断面積制御手段によって制御された排気流路の断面積を用いて内燃機関の排気脈動の特性を推定することを特徴とする。

排気流路の断面積が変化する場合、その面積に応じて排気脈動の特性が変化する。本発明によれば、排気流路の断面積を用いて排気脈動の特性が推定される。従って、その特性を高精度で推定することができる。

本発明に係る内燃機関の排気脈動特性推定装置は、エンタルピ取得手段、平均値推定手段、振幅推定手段及び位相推定手段を備えてもよい。エンタルピ取得手段は、内燃機関から排出された直後の排気のエンタルピ又は該エンタルピと相関のある物理量を取得する。平均値推定手段は、流路断面積制御手段によって制御された排気流路の断面積と、エンタルピ取得手段によって取得されたエンタルピ又は物理量とに基づいて排気圧力の平均値を推定する。振幅推定手段は、エンタルピ取得手段によって取得されたエンタルピ又は物理
量に基づいて排気圧力の振幅を推定する。位相推定手段は、内燃機関の機関回転速度及び排気弁の開弁時期に基づいて排気圧力の位相を推定する。

上記構成の場合、推定される排気脈動の特性は、排気圧力の平均値、振幅及び位相であり、これらの値を高精度で推定することができる。

また、本発明に係る内燃機関の制御システムは、前記排気脈動特性推定装置と、内燃機関の吸気弁及び排気弁の両方が開弁状態となる期間であるバルブオーバーラップ期間を制御するバルブオーバーラップ期間制御手段と、を備えてもよい。この場合、バルブオーバーラップ期間制御手段は、排気脈動特性推定装置によって推定された排気脈動の特性に応じてバルブオーバーラップ期間を制御する。

これによれば、内燃機関における掃気効果がより高くなるように、バルブオーバーラップ期間を制御することができる。

例えば、バルブオーバーラップ期間制御手段は、吸気圧力よりも排気圧力の方が高い時期とバルブオーバーラップ期間とが重なることを抑制しつつ、排気圧力よりも吸気圧力の方が高い時期とバルブオーバーラップ期間とが重なっている期間がより長くなるように、バルブオーバーラップ期間を制御してもよい。

これにより、内燃機関における掃気効果を高めることができる。

排気脈動特性推定装置は、流路断面積制御手段によって制御された排気流路の断面積が大きいときは該排気流路の断面積が小さいときに比べて排気圧力の平均値が低いと推定してもよい。この場合、バルブオーバーラップ期間制御手段は、排気脈動特性推定装置によって推定された排気圧力の平均値が低いときは該排気圧力の平均値が高いときに比べてバルブオーバーラップ期間を長くする。換言すれば、バルブオーバーラップ期間制御手段は、排気脈動特性推定装置によって推定された排気圧力の平均値が高いときは該排気圧力の平均値が低いときに比べてバルブオーバーラップ期間を短くする。

排気圧力の平均値が低いときは、排気圧力の平均値が高いときに比べて、排気圧力よりも吸気圧力の方が高い時期が長い。そのため、上記によれば、吸気圧力よりも排気圧力の方が高い時期とバルブオーバーラップ期間とが重なることを抑制でき、また、排気圧力よりも吸気圧力の方が高い時期とバルブオーバーラップ期間とが重なっている期間をより長くすることができる。

また、排気脈動特性推定装置は、エンタルピ取得手段によって取得されたエンタルピ又はエンタルピと相関のある物理量が小さいときは該エンタルピ又は該エンタルピと相関のある物理量が大きいときに比べて排気圧力の平均値が低く且つその振幅が小さいと推定してもよい。この場合、バルブオーバーラップ期間制御手段は、排気脈動特性推定装置によって推定された排気圧力の平均値が低く且つその振幅が小さいときは該排気圧力の平均値が高く且つその振幅が大きいときに比べてバルブオーバーラップ期間を長くする。換言すれば、バルブオーバーラップ期間制御手段は、排気脈動特性推定装置によって推定された排気圧力の平均値が高く且つその振幅が大きいときは該排気圧力の平均値が低く且つその振幅が小さいときに比べてバルブオーバーラップ期間を短くする。

排気圧力の平均値が低く且つその振幅が小さいときは排気圧力の平均値が高く且つその振幅が大きいときに比べて、排気圧力よりも吸気圧力の方が高い時期が長い。そのため、上記によっても、吸気圧力よりも排気圧力の方が高い時期とバルブオーバーラップ期間とが重なることを抑制でき、また、排気圧力よりも吸気圧力の方が高い時期とバルブオーバ
ーラップ期間とが重なっている期間をより長くすることができる。

本発明によれば、内燃機関の排気脈動の特性を高精度で推定することができる。そのため、バルブオーバーラップ期間をより好適な時期に生じさせることが可能となる。その結果、内燃機関における掃気効果を高めることができ、以って体積効率を大幅に向上させることができる。

実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。 排気圧力と吸気圧力の脈動による変化を示す図である。 排気脈動の波形と排気のエンタルピとの関係を説明するための図である。 排気脈動の波形と排気流路の断面積との関係を説明するための図である。 本実施例に係るバルブオーバーラップ期間の制御のフローを示すフローチャートである。 掃気可能時期とバルブオーバーラップ期間との関係を示す図である。

以下、本発明に係る内燃機関の排気脈動特性推定装置及び内燃機関の制御システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例＞
本発明の実施例について図１〜６に基づいて説明する。

（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は４つの気筒２を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒２には該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。

また、内燃機関１には、吸気側可変動弁機構（以下、吸気ＶＶＴと称する）２５及び排気側可変動弁機構（以下、排気ＶＶＴと称する）２６が設けられている。吸気ＶＶＴ２５は吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を変更可能な機構である。排気ＶＶＴ２６は排気弁の開弁時期及び閉弁時期を変更可能な機構である。

本実施例に係る吸気ＶＶＴ２５は吸気弁の作用角及び位相を変更することが可能である。そのため、吸気ＶＶＴ２５によって、吸気弁の開弁時期又は閉弁時期の一方を固定しつつ他方を変更することができる。また、吸気ＶＶＴ２５によって、吸気弁の開弁時期又は閉弁時期の一方を進角しつつ他方を遅角することもできる。同様に、排気ＶＶＴ２６は排気弁の作用角及び位相を変更することが可能である。そのため、排気ＶＶＴ２６によって、排気弁の開弁時期又は閉弁時期の一方を固定しつつ他方を変更することができる。また、排気ＶＶＴ２６によって、排気弁の開弁時期又は閉弁時期の一方を進角しつつ他方を遅角することもできる。吸気ＶＶＴ２５によって吸気弁の開弁時期を変更すること、及び／又は、排気ＶＶＴ２６によって排気弁の閉弁時期を変更することによって、吸気弁及び排気弁の両方が開弁状態となるバルブオーバーラップ期間を制御することができる。

内燃機関１には、インテークマニホールド５およびエキゾーストマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド５には吸気通路４が接続されている。エキゾーストマニホールド７には排気通路６が接続されている。

吸気通路４にはターボチャージャ８のコンプレッサ８ａが設置されている。排気通路６にはターボチャージャ８のタービン８ｂが設置されている。タービン８ｂにはノズルベーン１４が設けられている。ノズルベーン１４の開度が変化することで、排気流路の断面積が変化する。即ち、ノズルベーン１４の開度が大きくなると排気流路の断面積が大きくなり、ノズルベーン１４の開度が小さくなると排気流路の断面積が小さくなる。本実施例においては、ノズルベーン１４が本発明に係る流路断面積制御手段に相当する。

インテークマニホールド５には、吸気圧力（過給圧）を検出する吸気圧センサ２３が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａよりも下流側にはスロットル弁９が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａよりも上流側にはエアフローメータ２４が設けられている。排気通路６におけるタービン８ｂよりも下流側には、パティキュレートフィルタ等によって構成される排気浄化装置１０が設けられている。

内燃機関１の吸排気系にはＥＧＲ装置１１が設けられている。ＥＧＲ装置１１は、ＥＧＲ通路１２及びＥＧＲ弁１３を備えている。ＥＧＲ通路１２は、その一端がエキゾーストマニホールド７に接続されており、その他端が吸気通路４におけるスロットル弁９よりも下流側に接続されている。

ＥＧＲ弁１３は、ＥＧＲ通路１２に設けられており、ＥＧＲ通路１２を通ってエキゾーストマニホールド７から吸気通路４に導入されるＥＧＲガスの流量を制御する。

以上述べたように構成された内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ２４、吸気圧センサ２３、クランクポジションセンサ２１及びアクセル開度センサ２２が電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。クランクポジションセンサ２１は、内燃機関１のクランク角を検出するセンサである。また、アクセル開度センサ２２は、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するセンサである。

また、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁３、吸気ＶＶＴ２５、排気ＶＶＴ２６、スロットル弁９、ノズルベーン１４及びＥＧＲ弁１３が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。

（掃気効果）
本実施例においては、内燃機関１の運転状態が加速運転となった場合、掃気効果を利用して体積効率の向上を図っている。図２は、エキゾーストマニホールド７内の排気圧力（以下、単に排気圧力と称する）とインテークマニホールド５内の吸気圧力（以下、単に吸気圧力と称する）との脈動による変化を示す図である。

内燃機関１の機関負荷がある程度以上高くなると、排気脈動の振幅が吸気脈動の振幅に比べて非常に大きくなる。そのため、図２に示すように、排気圧力よりも吸気圧力の方が高い時期Δｔａが生じる場合がある。この時期Δｔａの間にバルブオーバーラップ期間を生じさせると、吸気ポートから気筒２内に流入した吸気が排気ポートに吹き抜け、掃気効果を生じさせることができる。以下、この排気圧力よりも吸気圧力の方が高い時期を掃気可能時期と称する。

（排気脈動特性の推定）
上記のように、掃気効果を利用するためには、掃気可能時期の間にバルブオーバーラップ期間を生じさせる必要がある。そのためには、排気脈動の特性を高精度で推定し、掃気可能時期を正確に把握する必要がある。本実施例においては、排気脈動の特性として排気
圧力の平均値、振幅及び位相を推定する。これらの値を推定するためのパラメータとして、エキゾーストマニホールド７内の排気（即ち、内燃機関１から排出された直後の排気）のエンタルピ（以下、単に排気のエンタルピと称する）Ｈｅｇ、排気流路の断面積Ｓｅｇ、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅ及び排気弁の開弁時期Ｔｅｖｏを用いる。

図３は、排気脈動の波形と排気のエンタルピＨｅｇとの関係を説明するための図である。図４は、排気脈動の波形と排気流路の断面積Ｓｅｇとの関係を説明するための図である。図３及び４において、縦軸は排気圧力を表しており、横軸はクランク角を表している。また、図３及び４において、破線は吸気圧力の平均値を表している。

図３に示すように、排気のエンタルピＨｅｇが増加するほど、排気圧力の極大値が高くなる。このとき、排気圧力の極小値はほとんど変化しない。つまり、排気のエンタルピＨｅｇが増加するほど、排気圧力の平均値が高くなり且つ排気圧力の振幅が大きくなる。

また、図４に示すように、排気流路の断面積Ｓｅｇが小さくなるほど、排気圧力の極大値及び極小値が高くなる。このとき、排気圧力の振幅はほとんど変化しない。つまり、排気流路の断面積Ｓｅｇが小さいほど、排気圧力の平均値が高くなる。

そこで、本実施例では、排気のエンタルピＨｅｇに基づいて排気圧力の振幅を算出する。ここで、排気のエンタルピＨｅｇは、燃料噴射弁３からの燃料噴射量及び燃料噴射時期、吸入空気量、吸気圧センサ２３によって検出される吸気圧力、及び、ノズルベーン１４の開度に基づいて算出される。本実施例において、排気のエンタルピＨｅｇと、燃料噴射量、燃料噴射時期、吸入空気量、吸気圧力及びノズルベーン１４の開度との関係が実験等によって求められており、これらの関係がマップ又は式としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。さらに、排気のエンタルピＨｅｇと排気圧力の振幅との関係についても実験等によって求められており、これらの関係がマップ又は式としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。

尚、排気のエンタルピに代えて、排気のエンタルピと相関のある値（例えば、燃料噴射弁３からの燃料噴射量等）を検出又は算出し、その値に基づいて排気圧力の振幅を算出してもよい。

また、本実施例では、排気のエンタルピＨｅｇ及び排気流路の断面積Ｓｅｇに基づいて排気圧力の平均値を算出する。ここで、排気流路の断面積Ｓｅｇはノズルベーン１４の開度に基づいて算出される。本実施例において、排気流路の断面積Ｓｅｇとノズルベーン１４の開度との関係が実験等によって求められており、これらの関係がマップ又は式としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。さらに、排気のエンタルピＨｅｇ及び排気流路の断面積Ｓｅｇと排気圧力の平均値との関係についても実験等によって求められており、これらの関係がマップ又は式としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。

尚、ノズルベーン１４の開度に代えて又はそれに加えて、タービン８ｂに設けられたウェストゲートバルブの開度に基づいて排気流路の断面積Ｓｅｇを算出してもよい。また、排気通路６に排気絞り弁が設けられている場合は、該排気絞り弁の開度に基づいて排気流路の断面積Ｓｅｇを算出してもよい。これら以外に排気流路の断面積に関わる構成が存在する場合は、該構成の状態に基づいて排気流路の断面積Ｓｅｇを算出してもよい。

さらに、排気脈動の位相は、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅ及び排気弁の開弁時期Ｔｅｖｏと相関がある。そのため、これらの値から排気脈動の位相を算出する。

上記のように、本実施例においては、排気圧力の振幅、平均値及び位相の値が、それぞ
れに対して相関性の高いパラメータに基づいて算出される。これにより、排気脈動の特性たる排気圧力の振幅、平均値及び位相を高精度で推定することができる。また、本実施例によれば、排気脈動の特性を推定するための新たなセンサを内燃機関１又はその吸排気系に設ける必要がない。

（バルブオーバーラップ期間の制御）
本実施例においては、掃気効果を利用すべく、上記のような方法で推定された排気脈動の特性に応じてバルブオーバーラップ期間を制御する。以下、本実施例に係るバルブオーバーラップ期間の制御について図５に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。

本フローでは、先ずステップＳ１０１において、内燃機関１の運転状態が加速運転であるか否かが判別される。ステップＳ１０１において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０２の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。

ステップＳ１０２においては、燃料噴射弁３からの燃料噴射量及び燃料噴射時期、吸入空気量、吸気圧センサ２３によって検出される吸気圧力、及び、ノズルベーン１４の開度に基づいて、排気のエンタルピＨｅｇが算出される。尚、本実施例においては、該ステップＳ１０２を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係るエンタルピ取得手段に相当する。

次に、ステップＳ１０３において、ノズルベーン１４の開度に基づいて排気流路の断面積Ｓｅｇが算出される。

次に、ステップＳ１０４において、脈動する排気圧力の振幅、平均値及び位相が算出される。ここで、排気圧力の振幅は、ステップＳ１０２において算出された排気のエンタルピＨｅｇに基づいて算出される。排気圧力の平均値は、ステップＳ１０２において算出された排気のエンタルピＨｅｇ及びステップＳ１０３において算出された排気流路の断面積Ｓｅｇに基づいて算出される。排気圧力の位相は、内燃機関１の機関回転速度Ｎｅ及び排気弁の開弁時期Ｔｅｖｏに基づいて算出される。尚、本実施例においては、該ステップＳ１０４を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る平均値推定手段、振幅推定手段及び位相推定手段に相当する。

次に、ステップＳ１０５において、掃気可能時期Δｔａが存在するか否かが判別される。ここでは、ステップＳ１０４において算出された排気脈動の特性と吸気圧センサ２３によって検出される吸気圧力とに基づいて、掃気可能時期Δｔａが存在するか否かの判別が行なわれる。尚、上述したように、吸気圧力の脈動の振幅は比較的小さいため、吸気圧力の平均値を用いて該判別を行なってもよい。ステップＳ１０５において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０６の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。

ステップＳ１０６においては、掃気可能時期Δｔａの間にバルブオーバーラップ期間Δｔｖｏが存在する否かが判別される。ステップＳ１０６において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０７の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。

ステップＳ１０７においては、吸気ＶＶＴ２５によって吸気弁の開弁時期を進角すること、及び／又は、排気ＶＶＴ２６によって排気弁の閉弁時期を遅角することによって、図６に示すように、バルブオーバーラップ期間Δｔｖｏが拡大される。図６において、Δｔｖｏ１は拡大前のバルブオーバーラップ期間を表しており、Δｔｖｏ２は拡大後のバルブ
オーバーラップ期間を表している。ステップＳ１０７において、バルブオーバーラップ期間Δｔｖｏは、吸気圧力より排気圧力の方が高い時期と重ならない範囲で可及的に長く拡大されるのが好ましい。

ここで、上述したように、排気のエンタルピＨｅｇが増加するほど、排気圧力の平均値が高くなり且つ排気圧力の振幅が大きくなる。換言すれば、排気のエンタルピＨｅｇが小さいほど、排気圧力の平均値が低くなり且つ排気圧力の振幅が小さくなる。そして、図３に示すように、掃気可能時期が存在する場合、排気圧力の平均値が低くなり且つ排気圧力の振幅が小さくなるほど、掃気可能時期は長くなる。そこで、ステップＳ１０７では、ステップＳ１０４において算出された排気圧力の平均値が低く且つ排気圧力の振幅が小さいほど、バルブオーバーラップ期間Δｔｖｏを長くする。

また、上述したように、排気流路の断面積Ｓｅｇが小さいほど、排気圧力の平均値が高くなる。換言すれば、排気流路の断面積Ｓｅｇが大きいほど、排気圧力の平均値が低くなる。そして、図４に示すように、掃気可能時期が存在する場合、排気圧力の平均値が低いほど、掃気可能時期は長くなる。そこで、ステップＳ１０７では、ステップＳ１０４において算出された排気圧力の平均値が低いほど、バルブオーバーラップ期間Δｔｖｏを長くする。

尚、本実施例においては、該ステップＳ１０７を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係るバルブオーバーラップ期間制御手段に相当する。

上記フローによれば、加速運転時において、吸気圧力よりも排気圧力の方が高い時期とバルブオーバーラップ期間とが重なることを抑制しつつ、掃気可能時期とバルブオーバーラップ期間とが重なっている期間をより長くすることができる。その結果、内燃機関１における掃気効果を高めることができる。従って、内燃機関１における堆積効率を大幅に向上させることができる。

（変形例）
尚、本実施例においては、各気筒２に筒内圧センサを設けてもよい。この場合、排気弁の開弁時に筒内圧センサによって検出される筒内圧力に基づいてエキゾーストマニホールド７内の排気圧力を推定することができる。そこで、該推定値を用いて掃気可能時期を算出してもよい。また、この場合においては、排気圧力の推定値を、上記と同様に算出される排気のエンタルピ及び排気流路の断面積に基づいて補正してもよい。

また、本実施例に係る内燃機関の吸排気系を、吸気通路４及び排気通路６が途中で分岐しており、二つのターボチャージャが並列に設けられている構成としてもよい。この場合、排気の流路を切り換えることで、一つのターボチャージャのみを駆動させた状態と二つのターボチャージャの両方を駆動させた状態とを切り換えることができる。

このような構成の場合、例えば、一つのターボチャージャのみを駆動させた状態から二つのターボチャージャの両方を駆動させた状態に切り換えられた場合、排気流路の断面積が増加することになる。そこで、排気流路の断面積を、ターボチャージャの駆動状態（一つのターボチャージャのみが駆動している状態か又は二つのターボチャージャの両方が駆動している状態か）に基づいて算出してもよい。

また、本実施例において、加速運転時に、掃気可能時期の間にバルブオーバーラップ期間が存在しないと判定された場合、掃気可能時期とバルブオーバーラップ期間とが重なるように排気圧力の位相を制御してもよい。排気圧力の位相は、排気ＶＶＴ２６によって排気弁の開弁時期を変更することで制御することができる。排気圧力の位相を変化させるこ
とで掃気可能時期を変化させることができる。このような排気圧力の位相の制御により掃気可能時期とバルブオーバーラップ期間とが重なれば、その後は上記と同様のバルブオーバーラップ期間の制御を行なうことができる。

１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・燃料噴射弁
４・・・吸気通路
５・・・インテークマニホールド
６・・・排気通路
７・・・エキゾーストマニホールド
８・・・ターボチャージャ
８ａ・・コンプレッサ
８ｂ・・タービン
９・・・スロットル弁
１０・・排気浄化装置
１１・・ＥＧＲ装置
１２・・ＥＧＲ通路
１３・・ＥＧＲ弁
１４・・ノズルベーン
２０・・ＥＣＵ２０
２１・・クランクポジションセンサ
２２・・アクセル開度センサ
２３・・吸気圧センサ
２４・・エアフローメータ
２５・・吸気側可変動弁機構（吸気ＶＶＴ）
２６・・排気側可変動弁機構（排気ＶＶＴ）

Claims (6)

1. 排気流路の断面積を制御する流路断面積制御手段を備えた内燃機関において、
   前記流路断面積制御手段によって制御された排気流路の断面積を用いて内燃機関の排気脈動の特性を推定することを特徴とする内燃機関の排気脈動特性推定装置。
2. 前記排気脈動の特性が排気圧力の平均値、振幅及び位相であって、
   内燃機関から排出された直後の排気のエンタルピ又は該エンタルピと相関のある物理量を取得するエンタルピ取得手段と、
   前記流路断面積制御手段によって制御された排気流路の断面積と、前記エンタルピ取得手段によって取得されたエンタルピ又はエンタルピと相関のある物理量とに基づいて排気圧力の平均値を推定する平均値推定手段と、
   前記エンタルピ取得手段によって取得されたエンタルピ又はエンタルピと相関のある物理量に基づいて排気圧力の振幅を推定する振幅推定手段と、
   内燃機関の機関回転速度及び排気弁の開弁時期に基づいて排気圧力の位相を推定する位相推定手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気脈動特性推定装置。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関の排気脈動特性推定装置と、
   該排気脈動特性推定装置によって推定された前記排気脈動の特性に応じて、内燃機関の吸気弁及び排気弁の両方が開弁状態となる期間であるバルブオーバーラップ期間を制御するバルブオーバーラップ期間制御手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の制御システム。
4. 前記バルブオーバーラップ期間制御手段が、吸気圧力よりも排気圧力の方が高い時期とバルブオーバーラップ期間とが重なることを抑制しつつ、排気圧力よりも吸気圧力の方が高い時期とバルブオーバーラップ期間とが重なっている期間がより長くなるように、バルブオーバーラップ期間を制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御システム。
5. 前記排気脈動特性推定装置が、前記流路断面積制御手段によって制御された排気流路の断面積が大きいときは該排気流路の断面積が小さいときに比べて排気圧力の平均値が低いと推定し、
   前記バルブオーバーラップ期間制御手段が、前記排気脈動特性推定装置によって推定された排気圧力の平均値が低いときは該排気圧力の平均値が高いときに比べてバルブオーバーラップ期間を長くすることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御システム。
6. 請求項２に記載の内燃機関の排気脈動特性推定装置と、
   該排気脈動特性推定装置によって推定された前記排気脈動の特性に応じて、内燃機関の吸気弁及び排気弁の両方が開弁状態となる期間であるバルブオーバーラップ期間を制御するバルブオーバーラップ期間制御手段と、を備え、
   前記バルブオーバーラップ期間制御手段が、吸気圧力よりも排気圧力の方が高い時期とバルブオーバーラップ期間とが重なることを抑制しつつ、排気圧力よりも吸気圧力の方が高い時期とバルブオーバーラップ期間とが重なっている期間がより長くなるように、バルブオーバーラップ期間を制御するものであって、
   前記排気脈動特性推定装置が、前記エンタルピ取得手段によって取得されたエンタルピ又はエンタルピと相関のある物理量が小さいときは該エンタルピ又は該エンタルピと相関のある物理量が大きいときに比べて排気圧力の平均値が低く且つその振幅が小さいと推定し、
   前記バルブオーバーラップ期間制御手段が、前記排気脈動特性推定装置によって推定さ
   れた排気圧力の平均値が低く且つその振幅が小さいときは該排気圧力の平均値が高く且つその振幅が大きいときに比べてバルブオーバーラップ期間を長くすることを特徴とする内燃機関の制御システム。

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