JPH07133742A

JPH07133742A - 内燃機関の計測装置および制御装置

Info

Publication number: JPH07133742A
Application number: JP27866993A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kimura; 聡木村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1993-11-08
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】機関の最適制御を得るためにエンタルピ流量
を計測する。【構成】シリンダ内の圧力を検出する手段２０と、ク
ランク角を検出する手段２１と、クランク回転速度を検
出する２２手段と、シリンダ内の圧力の変化率を算出す
る手段２３と、クランク角からシリンダ内の容積を算出
する手段２４と、クランク角とクランク回転速度からシ
リンダ内の容積の変化率を算出する手段２５と、シリン
ダ内の圧力の変化率と容積との積および圧力と容積の変
化率との積に基づいて、エンタルピ流量を算出する手段
２６とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の計測装置
および制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の吸入空気流量は図２４
〜図２６のように計測している。

【０００３】図２４では、エアクリーナ１とコレクタ２
とを結ぶ吸気ダクト３に設けたエアフローメータ４によ
って吸入空気流量を計測する。

【０００４】図２５では、エアフローメータ４に加え
て、インテークマニホールド５内に設けた圧力センサ６
によって吸入負圧を計測し、吸入空気流量を予測する。

【０００５】図２６では、エアフローメータ４に加え
て、エキゾーストマニホールド７内に設けたＯ₂センサ
８によって空燃比を計測し、その空燃比と燃料消費量と
から吸入空気流量を求めるものである（特公昭６１ー４
９８１号公報等参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図２４のもの
は、エアフローメータ４とシリンダ９との間に大きな容
積（コレクタ２等）が介在するため、過渡応答時は図２
７のように計測される流量と実際にシリンダ９に流入す
る空気量が異なることになる。

【０００７】図２５のものは、吸気脈動等による影響を
受け、またパラメトリックな実験結果とそれを記憶する
メモリを必要とする。

【０００８】図２６のものは、空燃比の計測後になるの
で、必ずタイムラグを生じる。

【０００９】また、これらに共通して、計測されるのは
全気筒分の値であり、かつ時間平均値であり、吸、排気
の流出入パターンは解らない。

【００１０】したがって、これらの計測値を基に燃料噴
射装置の燃料噴射量を的確に制御するのは難しく、一方
吸気バルブ、排気バルブのバルブタイミングを変える可
変機構を設けた内燃機関にあって、吸、排気の流出入パ
ターンに合った適正なバルブタイミングを得るのは困難
である。

【００１１】この発明は、吸、排気行程における時々刻
々のエンタルピ流量、質量流量を求め、このような問題
点を解決した計測装置、制御装置を提供することを目的
としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の計測装
置は、図１に示すようにシリンダ内の圧力を検出する手
段２０と、クランク角を検出する手段２１と、クランク
回転速度を検出する２２手段と、シリンダ内の圧力の変
化率を算出する手段２３と、クランク角からシリンダ内
の容積を算出する手段２４と、クランク角とクランク回
転速度からシリンダ内の容積の変化率を算出する手段２
５と、シリンダ内の圧力の変化率と容積との積および圧
力と容積の変化率との積に基づいて、エンタルピ流量を
算出する手段２６とを設ける。

【００１３】請求項２の発明の計測装置は、図２に示す
ように請求項１の発明の計測装置において、吸気ガス温
度を検出する手段２７と、吸気ガス温度とエンタルピ流
量との比に基づいて、吸気行程における質量流量を算出
する手段２８とを設ける。

【００１４】請求項３の発明の制御装置は、請求項２の
発明の計測装置と、吸気行程における質量流量を基に燃
料噴射装置の過渡運転時の燃料噴射量を制御する制御手
段とを設ける。

【００１５】請求項４の発明の制御装置は、請求項２の
発明の計測装置と、吸気バルブタイミングを変える可変
機構と、吸気行程における質量流量を基に吸気バルブの
閉じタイミングを制御する制御手段とを設ける。

【００１６】請求項５の発明の制御装置は、請求項１の
発明の計測装置と、排気バルブタイミングを変える可変
機構と、排気行程におけるエンタルピ流量を基に排気バ
ルブの開きタイミングを制御する制御手段とを設ける。

【００１７】請求項６の発明の制御装置は、請求項１の
発明の計測装置と、吸気バルブタイミング、排気バルブ
タイミングを変える可変機構と、吸気行程、排気行程に
おけるエンタルピ流量を基に吸気バルブの開きタイミン
グ、排気バルブの閉じタイミングを制御する制御手段と
を設ける。

【００１８】請求項７の発明の制御装置は、請求項１の
発明の計測装置と、排気バルブタイミングを変える可変
機構と、排気音を検出する手段と、排気バリ音が生じた
場合に排気行程におけるエンタルピ流量を基に排気バル
ブの開きパターンを制御する制御手段とを設ける。

【００１９】請求項８の発明の制御装置は、請求項１の
発明の計測装置と、吸気行程におけるエンタルピ流量を
基に吸気管の燃料噴射装置の設置位置における吸気の流
速を推定する手段と、この推定値を基に燃料の噴射タイ
ミングを制御する制御手段とを設ける。

【００２０】

【作用】シリンダ内のエネルギ方程式は、数式１のよう
になる。

【００２１】

【数１】

【００２２】ただし、Ｈ_S：エンタルピ流量ｑ：壁
面伝熱Ｑ：発熱割合 γ：シリンダ内ガスの比熱比ｐ：シリンダ内圧力ｄｐ／ｄｔ：シリンダ内圧力
の変化率Ｖ：シリンダ内容積ｄＶ／ｄｔ：シリンダ内容積
の変化率ここで、シリンダ内ガスの比熱比γは、吸、排気行程そ
れぞれにつき一定値を与えれば実用上十分である。ま
た、吸、排気行程においては、発熱割合Ｑ＝０であり、
エンタルピ流量Ｈ_S＞＞壁面伝熱ｑであるから、数式１
は実用上数式２のようにできる。

【００２３】

【数２】

【００２４】一方、シリンダ内容積Ｖは、数式３、数式
４により求める。

【００２５】

【数３】

【００２６】

【数４】

【００２７】これは、図３のようにピストン上死点から
の距離Ｘ＝（ｒ＋Ｌ）−（ｒ・ｃｏｓθ＋Ｌ・ｃｏｓ
β）、Ｌ・ｓｉｎβ＝ｒ・ｓｉｎθより導く。

【００２８】ただし、Ｖa：燃焼室の容積Ａ：ボ
ア面積 θ：クランク角Ｌ：コンロッド長さｒ：（ピストンストローク）／２または、予めシリンダ内容積Ｖを、数式３、数式４に基
づいていくつかのクランク角について計算しておき、検
出したクランク角θから補間にて求める。

【００２９】シリンダ内容積の変化率ｄＶ／ｄｔは、数
式５により求める。

【００３０】

【数５】

【００３１】ただし、ω：クランク回転速度または、予め数式５のクランク角に関する項をいくつか
のクランク角について計算しておき、検出したクランク
角θから補間にて求めた値に検出したクランク回転速度
ωとの積を取ることで求める。

【００３２】請求項１の発明では、数式２にて、シリン
ダ内の圧力ｐ、圧力の変化率ｄｐ／ｄｔおよび容積Ｖ、
容積の変化率ｄＶ／ｄｔに基づいて、エンタルピ流量Ｈ
_Sを求める。

【００３３】このエンタルピ流量Ｈ_Sから吸気状態、排
気状態が解る。

【００３４】請求項２の発明では、数式２にて求めたエ
ンタルピ流量Ｈ_Sおよび吸気ガス温度Ｔから、数式６に
よって吸気の質量流量ｍを求める。

【００３５】

【数６】

【００３６】ただし、Ｃ_P：空気の定圧比熱この質量流量ｍにより正確な吸入空気量が求まる。

【００３７】請求項３の発明では、質量流量ｍを基に燃
料噴射装置の過渡運転時の燃料噴射量を制御すること
で、適正な噴射量を得ることができる。

【００３８】請求項４の発明では、吸気バルブタイミン
グを変える可変機構を設けた内燃機関にあって、質量流
量ｍを基に吸気バルブの閉じタイミングを制御すること
で、吸気の吹き返しを防止しつつ、吸気を十分に吸入さ
せることが可能になる。

【００３９】請求項５の発明では、排気バルブタイミン
グを変える可変機構を設けた内燃機関にあって、排気行
程におけるエンタルピ流量Ｈ_Sを基に排気バルブの開き
タイミングを制御することで、ブローダウンを適正設定
することが可能になる。

【００４０】請求項６の発明では、吸気バルブタイミン
グ、排気バルブタイミングを変える可変機構を設けた内
燃機関にあって、吸気行程、排気行程におけるエンタル
ピ流量Ｈ_Sを基に吸気バルブの開きタイミング、排気バ
ルブの閉じタイミングを制御することで、残留ガス等を
コントロール可能になる。

【００４１】請求項７の発明では、排気バルブタイミン
グを変える可変機構を設けた内燃機関にあって、排気音
を検出して、排気バリ音が生じた場合に排気行程におけ
るエンタルピ流量Ｈ_Sを基に排気バルブの開きパターン
を制御つまり緩やかにブローダウンするように制御する
ことで、排気音を抑えることが可能になる。

【００４２】請求項８の発明では、吸気行程におけるエ
ンタルピ流量Ｈ_Sを基に吸気管の燃料噴射装置の設置位
置における吸気の流速を求めることで、吸気の流速に合
った適正なタイミングで燃料を噴射でき、良好な混合気
を生成できる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００４４】図４において、４０はエンジン本体（４気
筒）、４１〜４４は＃１〜＃４シリンダ、４５はエアク
リーナ、４６は吸気ダクト、４７はコレクタ、４８はイ
ンテークマニホールドである。

【００４５】それぞれシリンダ４１〜４４の吸気ポート
には、図示しないが燃料噴射インジェクタが設置され
る。

【００４６】＃１シリンダ４１には、シリンダ内の圧力
を検出する筒内圧力センサ５０が設けられる。エンジン
クランク軸には、クランク角およびクランク角からクラ
ンク回転速度を検出するクランク角センサ５１が設けら
れる。コレクタ４７には、吸気ガス温度を検出する吸気
ガス温度センサ５２が設けられる。

【００４７】筒内圧力センサ５０、クランク角センサ５
１、吸気ガス温度センサ５２からの信号は演算回路５３
に入力される。

【００４８】これらの信号を基に演算回路５３によっ
て、＃１シリンダ４１の吸、排気行程におけるエンタル
ピ流量Ｈ_S、吸気行程における質量流量ｍが演算され
る。

【００４９】一方、演算回路５３により演算された質量
流量ｍを基に、燃料噴射制御装置５４によって燃料噴射
インジェクタからの燃料噴射量が制御される。

【００５０】この演算回路５３によるエンタルピ流量Ｈ
_S、質量流量ｍの演算は、前述の数式２〜６およびアル
ゴリズムを用いて行われる。

【００５１】即ち、数式３〜５にてシリンダ内の圧力の
変化率、容積、容積の変化率が算出されると共に、数式
２にてエンタルピ流量Ｈ_Sが演算される。

【００５２】このように演算されたエンタルピ流量Ｈ_S
は、図５のようにシュミレーションデータと同じように
適正な値が得られる。

【００５３】この吸気行程のエンタルピ流量Ｈ_Sのパタ
ーンから吸気パターンが、排気行程のエンタルピ流量Ｈ
_Sのパターンから排気パターンが把握される。

【００５４】また、数式６にて吸気行程のエンタルピ流
量Ｈ_Sと吸気ガス温度によって、吸気の質量流量ｍが算
出される。

【００５５】この質量流量ｍの積算（吸気バルブの開期
間）によって、吸入空気量が精度良く得られる。

【００５６】これらのエンタルピ流量Ｈ_S，質量流量
ｍ、吸入空気量は＃１シリンダ４１のもので、吸入空気
量は＃１シリンダ４１の吸気行程の終了時に求まるもの
である。したがって、その吸入空気量から図６のよう
に、＃２〜＃４シリンダ４２〜４４の吸入空気量および
次サイクルの＃１シリンダ４１の吸入空気量を予測する
ことになる。

【００５７】一方、燃料噴射インジェクタからの燃料噴
射量制御は、図７のようにＳ１にてエンジンの運転状態
によって目標空燃比（Ａ／Ｆ）を設定すると共に、Ｓ２
にて＃１シリンダ４１の吸入空気量を算出すると、その
吸入空気量と目標空燃比に基づいて、Ｓ３にてそのサイ
クルの＃３，＃４，＃２シリンダ４３，４４，４２の燃
料噴射量ならびに次サイクルの＃１シリンダ４１の燃料
噴射量を決定する。

【００５８】これをＳ４にて燃料噴射制御装置５４に送
って、各燃料噴射インジェクタを順に駆動し、要求量の
燃料を噴射する。

【００５９】質量流量ｍを基に吸入空気量を算出し、こ
の吸入空気量を基に燃料噴射量を制御するため、過渡運
転時にあっても燃料噴射量が的確に制御される。

【００６０】なお、筒内圧力センサ５０を複数のシリン
ダあるいはすべてのシリンダに設け、複数のシリンダあ
るいはすべてのシリンダのエンタルピ流量、質量流量、
吸入空気量を求めるようにしても良い。

【００６１】図８〜図１０は吸気バルブ、排気バルブの
バルブタイミングを変える可変機構を設けたエンジンの
吸気バルブの閉時期制御の実施例を示す。

【００６２】４１〜４４は＃１〜＃４シリンダ、５０は
筒内圧力センサ、５１はクランク角センサ、５３は演算
回路、６０はバルブタイミング制御装置である。前記実
施例と同一のものには同符号を付してある。吸気ガス温
度センサ、燃料噴射系は図示してない。

【００６３】バルブタイミング可変機構６１を図１１に
示す。これは、カムシャフト６２のカム６３と、シリン
ダヘッド６４に摺動自由に嵌合されたリフタ６５と、リ
フタ６５に連結されたカム側ピストン６６と、カム側ピ
ストン６６に油圧を介して連動するバルブ側ピストン６
７とがバルブ６８の延長上に直列に配置される。

【００６４】カム側ピストン６６とバルブ側ピストン６
７の間に画成される油圧室６９には、図示しないオイル
ポンプからの作動油がチェック弁７０，７１を介して導
かれ、カム６３の回転に伴ってリフタ６５を介しカム側
ピストン６６が押し下げられると、油圧を介してバルブ
側ピストン６７が押し下げられ、バルブ６８が開弁され
る。

【００６５】油圧室６９の油圧をアキュームレータ７２
に逃がす電磁バルブ７３が設けられ、電磁バルブ７３の
閉時期によってバルブ６８の開きタイミングが、電磁バ
ルブ７３の開時期によってバルブ６８の閉じタイミング
が選定される。

【００６６】この電磁バルブ７３の閉時期、開時期はバ
ルブタイミング制御装置６０によって制御されると共
に、吸気バルブの場合、エンジンの低回転側で遅い時期
に所定期間、高回転側で早い時期に所定期間、開弁する
ように制御される。

【００６７】この一方、演算回路５３によって所定のク
ランク角毎に演算された質量流量ｍを基に、バルブタイ
ミング制御装置６０によって各運転状態における吸気バ
ルブの閉弁時期を修正するように制御される。

【００６８】なお、バルブタイミング可変機構６１は図
１１のものに限定されない。

【００６９】吸気バルブの閉弁時期の制御は、全開運転
時には、図９のように、まずＳ１１にて運転状態に基づ
く吸気バルブの閉じタイミングに設定する。

【００７０】次に、Ｓ１２、Ｓ１３にてその閉じタイミ
ングで吸気を行ったときの質量流量ｍのパターンを判定
し、質量流量ｍのパターンから吸気行程終わりに吸気の
吹き返しがあるかどうかを見る。

【００７１】吹き返しがないときは、Ｓ１４にて吸気バ
ルブの閉じタイミングを所定量遅らせ、吹き返しが設定
値以上あるときは、Ｓ１６にて吸気バルブの閉じタイミ
ングを所定量早める。このタイミングによる次のサイク
ルにおける吸気の質量流量を計測し、再びＳ１２にて吸
気の吹き返しの状態を見る。

【００７２】吹き返しが設定値以下になると、全開運転
時の閉弁時期制御を終了する。

【００７３】図１０の質量流量ｍのパターンから解るよ
うに、全開運転時に吸気バルブの閉じタイミングが早す
ぎると、シリンダが空気を吸い足りない状態になり、吸
気バルブの閉じタイミングが遅すぎると、シリンダにい
ったん吸入された空気がインテークマニホールド４８に
吹き返してしまうが、このように吹き返しが発生する直
前まで吸気バルブの閉じタイミングを遅らせば、吸気効
率が高くなり、全開トルクが向上する。

【００７４】また、部分負荷時には、質量流量ｍのパタ
ーンを基に、所定の吸入空気量を得るタイミングで吸気
バルブを閉じれば良い。

【００７５】図１２〜図１４は吸気バルブ、排気バルブ
のバルブタイミングを変える可変機構を設けたエンジン
の排気バルブの開時期制御の実施例を示す。

【００７６】４１〜４４は＃１〜＃４シリンダ、５０は
筒内圧力センサ、５１はクランク角センサ、５３は演算
回路、７５はバルブタイミング制御装置である。前記実
施例と同一のものには同符号を付してある。吸気ガス温
度センサ、燃料噴射系は図示してない。

【００７７】バルブタイミング可変機構（図１１参照）
はバルブタイミング制御装置７５によって制御されると
共に、排気バルブの場合、エンジンの低回転側で遅い時
期に所定期間、高回転側で早い時期に所定期間、開弁す
るように制御される。

【００７８】この一方、演算回路５３によって演算され
たエンタルピ流量Ｈ_Sを基に、バルブタイミング制御装
置７５によって各運転状態における排気バルブの開弁時
期を修正するように制御される。

【００７９】排気バルブの開弁時期の制御は、全回転域
に、図１３のように、まずＳ２１にて運転状態に基づく
排気バルブの開きタイミングに設定する。

【００８０】次に、Ｓ２２、Ｓ２３にてその開きタイミ
ングで排気を行ったときのエンタルピ流量Ｈ_Sのパター
ンを判定し、図１４のようにエンタルピ流量Ｈ_Sのパタ
ーンから排気ブローダウンのピークがピストン下死点
（ＢＤＣ）にあるかどうかを見る。

【００８１】排気ブローダウンのピークがＢＤＣより後
にあるときは、Ｓ２４にて排気バルブの開きタイミング
を所定量早め、排気ブローダウンのピークがＢＤＣより
前にあるときは、Ｓ２５にて排気バルブの開きタイミン
グを所定量遅らせる。

【００８２】排気ブローダウンのピークがＢＤＣになる
と、開弁時期制御を終了する。

【００８３】排気ブローダウンのピークがＢＤＣより前
にあれば、排気損失やシリンダ間の排気干渉が増大し、
ＢＤＣより後だと、ポンピングロスが増大するが、この
ように排気ブローダウンのピークをＢＤＣに一致させる
ように排気バルブの開きタイミングを制御することで、
全回転域でトルクが向上する。また、特に中低速域で排
気音を低減できる。

【００８４】図１５〜図１７は吸気バルブ、排気バルブ
のバルブタイミングを変える可変機構を設けたエンジン
の吸気バルブの開時期制御、排気バルブの閉時期制御の
実施例を示す。

【００８５】４１〜４４は＃１〜＃４シリンダ、５０は
筒内圧力センサ、５１はクランク角センサ、５３は演算
回路、７７はバルブタイミング制御装置である。前記実
施例と同一のものには同符号を付してある。吸気ガス温
度センサ、燃料噴射系は図示してない。

【００８６】バルブタイミング可変機構（図１１参照）
はバルブタイミング制御装置７７によって制御されると
共に、吸気バルブ、排気バルブエンジンの低回転側で遅
い時期に所定期間、高回転側で早い時期に所定期間、開
弁するように制御される。

【００８７】この一方、演算回路５３によって演算され
たエンタルピ流量Ｈ_Sを基に、バルブタイミング制御装
置７７によって各運転状態における吸気バルブの開弁時
期、排気バルブの閉弁時期を修正するように制御され
る。

【００８８】吸気バルブの開弁時期の制御は、図１６の
ように、まずＳ３１にて運転状態に基づく吸気バルブの
開きタイミングに設定する。

【００８９】次に、Ｓ３２、Ｓ３３にてその開きタイミ
ングで吸気を行ったときのエンタルピ流量Ｈ_Sのパター
ンを判定し、図１４のように吸気行程半ばのエンタルピ
流量Ｈ_Sのパターンに落ち込みがあるかどうかを見る。

【００９０】エンタルピ流量Ｈ_Sのパターンに落ち込み
がなければ、Ｓ３４にて吸気バルブの開きタイミングを
所定量早め、落ち込みがあるときは、Ｓ３６にて吸気バ
ルブの開きタイミングを所定量遅らせる。

【００９１】落ち込みが設定値以下になると、開弁時期
制御を終了する。

【００９２】吸気行程半ばのエンタルピ流量Ｈ_Sのパタ
ーンに落ち込みがある場合、吸気行程始めに吸気系に吹
き返しが生じている。したがって、この場合吸気バルブ
の開きタイミングを遅らせることで、残留ガスの低減、
体積効率の向上が図れ、また吸気音を低減できる。

【００９３】排気エミッションの低減を目的とする場合
は、逆になるが、残留ガスを増やすように、吹き返しが
生じるまで吸気バルブの開きタイミングを早めることが
可能である。

【００９４】一方、残留ガスは排気バルブの閉じタイミ
ングに関係するが、排気バルブと吸気バルブのバルブオ
ーバラップがない状態にあっては、排気時のエンタルピ
流量と吸気時のエンタルピ流量を区別できるため、これ
らのパターンを基に排気バルブの閉じを早めて残留ガス
を増やし、同時に吸気バルブの開きを遅らせて残留ガス
が吸気系に吹き返さないようなタイミングに制御するこ
とができる。

【００９５】このようにすれば、吸気音の悪化を伴うこ
となく、排気エミッションの低減が図れる。

【００９６】図１８〜図２０は吸気バルブ、排気バルブ
のバルブタイミングを変える可変機構を設けたエンジン
の排気バルブの開きパターン制御の実施例を示す。

【００９７】４１〜４４は＃１〜＃４シリンダ、５０は
筒内圧力センサ、５１はクランク角センサ、５３は演算
回路、７９はバルブタイミング制御装置である。排気系
には排気音を検出する排気音センサ８０が設けられる。
前記実施例と同一のものには同符号を付してある。吸気
ガス温度センサ、燃料噴射系は図示してない。

【００９８】バルブタイミング可変機構（図１１参照）
はバルブタイミング制御装置７９によって制御されると
共に、排気バルブの場合、エンジンの低回転側で遅い時
期に所定期間、高回転側で早い時期に所定期間、開弁す
るように制御される。

【００９９】この一方、排気音センサ８０からの信号お
よび演算回路５３によって演算されたエンタルピ流量Ｈ
_Sを基に、バルブタイミング制御装置７９によって排気
バルブの開きパターンを修正するように制御される。

【０１００】排気バルブの開きパターンの制御は、図１
９のように、まずＳ４１にて通常の排気バルブの開きパ
ターンに設定する。

【０１０１】次に、Ｓ４２、Ｓ４３にて排気音センサ８
０からのデータを判定し、排気音のバリ音があるかどう
かを見る。

【０１０２】排気バリ音がなければ、Ｓ４４にて排気バ
ルブの開きパターンを通常の急勾配のままに設定し、排
気バリ音があるときは、Ｓ４６にて図２０のようにエン
タルピ流量Ｈ_Sのパターンを基に、排気ブローダウンの
ピークを下げるように排気バルブの開きパターンを緩勾
配に設定する。

【０１０３】排気バリ音が設定値以下になると、開きパ
ターン制御を終了する。

【０１０４】排気バルブの開きパターンの緩勾配の設定
は、バルブタイミング可変機構の電磁バルブの閉時期を
早め、かつ電磁バルブ等から油圧室の油圧をわずかにリ
ークさせること等によって行う。

【０１０５】このように排気ブローダウンのピークを下
げることで、バリ音を抑制できる。

【０１０６】図２１〜図２３は燃料インジェクタ（図示
してない）の燃料噴射時期制御の実施例を示す。

【０１０７】４１〜４４は＃１〜＃４シリンダ、５０は
筒内圧力センサ、５１はクランク角センサ、５３は演算
回路、５４は燃料噴射制御装置である。前記実施例と同
一のものには同符号を付してある。吸気ガス温度センサ
は図示してない。

【０１０８】燃料噴射制御装置５４によって、燃料イン
ジェクタからの燃料噴射量が、演算回路５３により演算
された吸入空気量と目標空燃比に基づいて制御され（図
７）、この一方燃料インジェクタの燃料噴射タイミング
は、同じく演算回路５３により演算されたエンタルピ流
量Ｈ_Sを基に制御される。

【０１０９】この燃料噴射タイミングの制御は、図２２
のように、まずＳ５１にて運転状態に基づく通常の燃料
噴射タイミングに設定する。

【０１１０】次に、Ｓ５２，Ｓ５３にて吸気行程におけ
るエンタルピ流量Ｈ_Sから燃料インジェクタの設置位置
（シリンダ４１〜４４の吸気ポート）の吸気の流速を推
定する。

【０１１１】エンタルピ流量Ｈ_Sから図２３のように燃
料インジェクタ位置の吸気の流速を推定できると共に、
吸気の逆流がなければ、燃料噴射タイミングを通常のま
まにする。

【０１１２】この場合、吸気の逆流が設定値以上のとき
は、Ｓ５５にて逆流時を避けた燃料噴射タイミングに設
定つまり吸気行程初期よりタイミングを遅らす。なお、
燃料を緩やかに噴射させて、噴射のピークを外すように
しても良い。

【０１１３】このような噴射タイミングにすれば、良好
な混合気を得ることができる。

【０１１４】

【発明の効果】以上のように請求項１，２の発明によれ
ば、吸、排気行程における時々刻々のエンタルピ流量、
質量流量を精度良く求めることができる。

【０１１５】請求項３〜８の発明によれば、請求項１，
２の発明のエンタルピ流量、質量流量を基に、燃料噴射
量、燃料噴射タイミングを最適に設定したり、吸、排気
バルブタイミングの可変機構を設けた内燃機関にあっ
て、あらゆる運転状態において吸、排気バルブタイミン
グを最適に設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の構成図である。

【図２】発明の構成図である。

【図３】シリンダ内容積の算出の説明図である。

【図４】実施例の構成図である。

【図５】エンタルピ流量のデータ特性図である。

【図６】吸入空気量の制御特性図である。

【図７】燃料噴射量制御のフローチャートである。

【図８】他の実施例の構成図である。

【図９】バルブタイミング制御のフローチャートであ
る。

【図１０】制御特性図である。

【図１１】バルブタイミング可変機構の構成図である。

【図１２】他の実施例の構成図である。

【図１３】バルブタイミング制御のフローチャートであ
る。

【図１４】制御特性図である。

【図１５】他の実施例の構成図である。

【図１６】バルブタイミング制御のフローチャートであ
る。

【図１７】制御特性図である。

【図１８】他の実施例の構成図である。

【図１９】バルブタイミング制御のフローチャートであ
る。

【図２０】制御特性図である。

【図２１】他の実施例の構成図である。

【図２２】バルブタイミング制御のフローチャートであ
る。

【図２３】制御特性図である。

【図２４】従来の計測装置の構成図である。

【図２５】従来の計測装置の構成図である。

【図２６】従来の計測装置の構成図である。

【図２７】従来の計測特性図である。

【符号の説明】

４０エンジン本体４１〜４４シリンダ４７コレクタ４８インテークマニホールド５０筒内圧力センサ５１クランク角センサ５２吸気ガス温度センサ５３演算回路５４燃料噴射制御装置６０バルブタイミング制御装置６１バルブタイミング可変機構７３電磁バルブ７５，７７，７９バルブタイミング制御装置８０排気音センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｂ 77/08 ＣＦ０２Ｄ 13/02 Ｇ 41/18 Ｚ 8011−3Ｇ 41/34 Ｑ 8011−3Ｇ 43/00 ３０１ＨＺＧ０１Ｍ 15/00 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダ内の圧力を検出する手段と、ク
ランク角を検出する手段と、クランク回転速度を検出す
る手段と、シリンダ内の圧力の変化率を算出する手段
と、クランク角からシリンダ内の容積を算出する手段
と、クランク角とクランク回転速度からシリンダ内の容
積の変化率を算出する手段と、シリンダ内の圧力の変化
率と容積との積および圧力と容積の変化率との積に基づ
いて、エンタルピ流量を算出する手段とを設けたことを
特徴とする内燃機関の計測装置。
【請求項２】請求項１の内燃機関の計測装置におい
て、吸気ガス温度を検出する手段と、吸気ガス温度とエ
ンタルピ流量との比に基づいて、吸気行程における質量
流量を算出する手段とを設けたことを特徴とする内燃機
関の計測装置。
【請求項３】請求項２の内燃機関の計測装置と、吸気
行程における質量流量を基に燃料噴射装置の過渡運転時
の燃料噴射量を制御する制御手段とを設けたことを特徴
とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】請求項２の内燃機関の計測装置と、吸気
バルブタイミングを変える可変機構と、吸気行程におけ
る質量流量を基に吸気バルブの閉じタイミングを制御す
る制御手段とを設けたことを特徴とする内燃機関の制御
装置。
【請求項５】請求項１の内燃機関の計測装置と、排気
バルブタイミングを変える可変機構と、排気行程におけ
るエンタルピ流量を基に排気バルブの開きタイミングを
制御する制御手段とを設けたことを特徴とする内燃機関
の制御装置。
【請求項６】請求項１の内燃機関の計測装置と、吸気
バルブタイミング、排気バルブタイミングを変える可変
機構と、吸気行程、排気行程におけるエンタルピ流量を
基に吸気バルブの開きタイミング、排気バルブの閉じタ
イミングを制御する制御手段とを設けたことを特徴とす
る内燃機関の制御装置。
【請求項７】請求項１の内燃機関の計測装置と、排気
バルブタイミングを変える可変機構と、排気音を検出す
る手段と、排気バリ音が生じた場合に排気行程における
エンタルピ流量を基に排気バルブの開きパターンを制御
する制御手段とを設けたことを特徴とする内燃機関の制
御装置。
【請求項８】請求項１の内燃機関の計測装置と、吸気
行程におけるエンタルピ流量を基に吸気管の燃料噴射装
置の設置位置における吸気の流速を推定する手段と、こ
の推定値を基に燃料の噴射タイミングを制御する制御手
段とを設けたことを特徴とする内燃機関の制御装置。