(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱エンジンのシリンダ内における混合ガスの燃焼毎に発生する平均ガストルクを表すデジタル値Ｃｇを生成するための方法であって、
−前記エンジンのフライホイルまたはクランクシャフトに固定したクラウンギア（１２）に配置した測定指標（１４、１６）と、
−前記指標の少なくとも１つの基準位置を定義するための手段（１８、２０）と、
−前記クラウンギア（１２）に隣接して固定的に取り付け前記指標（１４、１６）の通過を検出するセンサ（２２）を含み、
前記方法は、
−前記指標（１４、１６）のそれぞれのセンサ（２２）前の通過の瞬間の持続時間を表す第１のデジタル値ｄiを発生する段階（２６、３０）と、
−１次デジタル値ｄiから、一連のｎ指標が前記センサ（２２）の前を通過する合計持続時間を表し前記エンジン内の燃焼の角度間隔を定義する第１の２次数値Ｔを導き出す段階（４２）と、
−前記燃焼の角度区間の原点に対応する前記指標（１８、２０）の位相基準線に対する投影を表し、前記エンジン内の前記燃焼の頻度で前記センサ（２２）前を通過する前記指標（１４、１６）の瞬間的持続時間の交流成分の振幅の第２の２次デジタル値Ｄを導き出す段階（４６）と、
−ＡとＢ（５６）を経験的に決定した定数として方程式
Ｃｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2
から求めるデジタル値Ｃｇを導き出す段階（５４）とを含み、
前記方法はさらに
−前記エンジンの連続する２回の爆発の間の角度間隔に少なくとも等しい測定限界を設定する段階（３６）と、
−前記測定限界に含まれる前記指標の通過の持続時間ｄiを指標のパケットの通過の比較的少数の持続時間ｄｕ0，・・・，ｄｕmに再グループ化して分析中の測定限界それぞれにおいて順位０・・・ｍにより持続時間ｄｕを識別する段階（３６）と、
−最終的に均衡する加減算により、決定した順位を有する持続時間の数値データを組み合わせ（４６）、前記エンジンの前記爆発の分析頻度でヌル平均値と非ヌル周波数応答を有する数値Ｑを生成する段階と、
−少なくとも前記分析周波数でまたＱを表すために保持している持続時間の組み合わせについて、簡略化した計算により得られた項Ｄ＝ｐ・Ｑが周波数応答を有し、項：
0003672316.tif 000003
について得られた値とほぼ同一のバランス定数ｐを決定する段階と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
−測定限界に含まれるパケット数は偶数であり、
−該パケットの角度的長さが等しく、
−Ｑを発生するために組み合わせたパケットの持続時間数が少なくとも４に等しい偶数であることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項３】
項Ｄ＝ｐ・Ｑの周波数応答は前記分析周波数の４倍まででほぼ得られた初期応答に等しいことを特徴とする請求の範囲１または請求の範囲２に記載の方法。
【請求項４】
前記測定限界は前記エンジンにおける２回の連続爆発を隔てる角度間隔以外にも該間隔の両側に位置する少数の指標を含むことを特徴とする先行の請求の範囲の１つに記載の方法。
【請求項５】
測定限界の指標の前記パケットは正確に等しい長さにならないことを特徴とする請求の範囲１、請求の範囲３、請求の範囲４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
−測定限界は前記エンジン内の２回の爆発を隔てる角度間隔によって正確に定義され、
−前記指標のパケット数は６で測定した６つの持続時間はｄｕ0，・・・，ｄｕ5の番号が付けられ、
−前記６つのパケットが同じ角度長π／６を有する場合に大きさＱ＝（ｄｕ0−ｄｕ2−ｄｕ3＋ｄｕ5）かつバランス定数ｐ＝π／２√３であることを特徴とする請求の範囲１と請求の範囲２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
−２つの連続した爆発の間の間隔が同じ角度長さの６つのパケットに分割され、
−ｄｕ0，・・・，ｄｕ6の番号を付けた７つの連続するパケットで測定水準が等しく、
−大きさＱがＱ＝ｄｕ0−ｄｕ3＋３／２・（ｄｕ6−ｄｕ4）になることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項８】
熱エンジンのシリンダ内において混合ガスの燃焼それぞれにより発生する平均ガストルクを表す第１のデジタル値Ｃｇと、２または４シリンダのエンジンに適用されるトルク抵抗の変化を表す第２のデジタル値δＣｇを生成するための方法であって、
−前記エンジンは
−前記エンジンの慣性ホイルまたはクランクシャフトに固定したクラウンギア（１２）に配置した測定指標（１４、１６）と、
−前記指標の基準位置を少なくとも１つ定義するための手段（１８、２０）と、
−前記クラウンギア（１２）に隣接して固定的に取り付け前記指標（１４、１６）の通過を検出するセンサ（２２）を含み、
−前記方法は
−前記指標（１４、１６）のそれぞれのセンサ（２２）前の通過の瞬間の持続時間を表す第１のデジタル値ｄiを発生する段階（２６、３０）と、
−前記第１のデジタル値ｄiから、一連のｎ指標が前記センサ（２２）の前を通過する合計持続時間を表し前記エンジン内の燃焼の角度間隔を定義する第１の２次数値Ｔを導き出す段階（４２）と、
−前記燃焼の角度区間の原点に対応する前記指標（１８、２０）の位相基準線に対する投影を表し、前記エンジン内の前記燃焼の頻度で前記センサ（２２）前を通過する前記指標（１４、１６）の瞬間的持続時間の交流成分の振幅の第２の２次デジタル値Ｄを導き出す段階（４６）と、
−ＡとＢ（５６）を経験的に決定した定数として方程式
Ｃｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2
から求めるデジタル値Ｃｇを導き出す段階（５４）とを含み、
前記第２の値δＣｇを生成するための前記方法は
−前記エンジンにおいて２回の連続する爆発の間の角度間隔に少なくとも等しい測定限界を設定する（３６）段階と、
−前記測定限界に含まれる前記指標の通過の持続時間ｄiを指標のパケットの通過の比較的少数の持続時間ｄｕ0，・・・，ｄｕmに再グループ化して分析中の測定限界それぞれにおいて順位０・・・ｍにより持続時間ｄｕを識別する段階（３６）と、
−直前に分析した最後の測定限界の指標の最後のパケットの持続時間に基準値ｄｕ-1を、また分析した測定限界に隣接する指標の第１のパケットの持続時間に基準値ｄｕ+1を割り当てる段階（３８〜４０）と、
−式
ｑ＝（ｄｕ0−ｄｕ-1＋ｄｕm′−ｄｕ+1）
からこれらの４つのデータを組み合わせる段階と、
−式
δＣｇ＝ａ・ｑ・Ａ／Ｔ3
から問題の項δＣｇを決定し、ここでａは関係する測定点の４つのパケットの角度値に依存する新規定数とする段階と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
−測定限界は前記エンジン内の２回の爆発を隔てる角度間隔によって正確に定義され、
−前記指標のパケット数は６でそれぞれのパケットが角度π／６を有し、
−定数ａ＝π／２√３であることを特徴とする請求の範囲８に記載の方法。
【請求項１０】
ｄｕ0とｄｕm′の番号を付けた持続時間の前記指標パケットの角度間隔がより正確に項δＣｇを生成するために比較的重要であり、前記測定限界は前記エンジンの前記上死点の間隔に対してわずかに位相進角を示すことを特徴とする請求の範囲８に記載の方法。
【請求項１１】
前記エンジンに適用される抵抗トルクの変動により発生する低周波振動を補正した項Ｑを生成するため、該項は方程式：
Ｑc＝（Ｑ＋ｑ）＝（２ｄｕ0−ｄｕ-1−ｄｕ2−ｄｕ3−ｄｕ+1＋２ｄｕ5）
から計算される（５０）ことを特徴とする請求の範囲６および請求の範囲８に記載の方法。
【請求項１２】
４サイクル熱エンジンの４シリンダ内における混合ガスの燃焼ごとに発生する平均ガストルクを表し前記燃焼における特定条件での影響を補正したデジタル値Ｃｇcを生成するための方法であって、
前記エンジンは
−前記エンジンのフライホイルまたはクランクシャフトに固定したクラウンギア（１２）に配置した測定指標（１４、１６）と、
−前記指標の少なくとも１つの基準位置を定義するための手段（１８、２０）と、
−前記クラウンギア（１２）に隣接して固定的に取り付け前記指標（１４、１６）の通過を検出するセンサ（２２）を含み、
前記方法は、
−前記指標（１４、１６）のそれぞれのセンサ（２２）前の通過の瞬間の持続時間を表す第１のデジタル値ｄiを発生する段階（２６、３０）と
−１次デジタル値ｄiから、一連のｎ指標が前記センサ（２２）の前を通過する合計持続時間を表し前記エンジン内の燃焼の角度間隔を定義する第１の２次数値Ｔを導き出す段階（４２）と、
−前記燃焼の角度区間の原点に対応する前記指標（１８、２０）の位相基準線に対する投影を表し、前記エンジン内の前記燃焼の頻度で前記センサ（２２）前を通過する前記指標（１４、１６）の瞬間的持続時間の交流成分の振幅の第２の２次デジタル値Ｄを導き出す段階（４６）と、
−ＡとＢ（５６）を経験的に決定した定数として方程式
Ｃｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2
から求めるデジタル値Ｃｇを導き出す段階（５４）とを含み、前記方法はさらに
−特に前記エンジンの吸気ファンネル内で別のシリンダの燃焼区間の間にシリンダ内に押し込まれる空気質量（６４〜７４）を決定できる物理パラメータ、ならびにこのために必要とされる押し込みトルクＣｐ（６４〜７８）を測定する（５８〜６０〜７０）段階と、
−前記物理パラメータの値または大きさＭとＣｐの値を連続する２つの燃焼区間の間に記憶する（６２〜７２）段階と、
−式
Ｈn′＝−δ・（Ｍn′-2＋Ｍn′-1）＋α・Ｃｐ(n′-2)
ただしδとαはエンジン形式に依存する定数とする、
により順位ｎの燃焼区間において発生するトルクＣｇn′の補正項Ｈn′を生成するため記憶した前記データを組み合わせる（６８〜８６）段階と、
−方程式
Ｃｇcn′＝ｈ・Ｃｇn′＋Ｈn′
ただしｈはエンジン形式により変化する較正定数とする、
により範囲ｎの燃焼区間の間に発生する補正平均ガストルクを計算する（６８）段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
−前記空気質量Ｍの決定段階は、前記エンジンの吸気ファンネル内の圧力Ｐcを測定する（６０）段階と、式Ｍ＝Ｐc・ＲNによりＭを計算し、ここでＲNは前記エンジンの速度Ｎに応じて前記エンジンの充填のほぼ一定した係数とする段階とから構成され、
−前記押し込みトルクＣｐの決定段階は、大気圧Ｐａを測定する（５８）段階と、式Ｃｐ＝（Ｐc−Ｐａ）を計算する（６４）段階とから構成されることを特徴とする請求の範囲１２に記載の方法。
【請求項１４】
−前記空気質量Ｍの決定段階は、前記ファンネル内の空気の流量Ｄａを測定する（７０）段階と、Ｔを燃焼区間として式Ｍ＝Ｄａ・ＴによりＭを計算する（７４）段階とから構成され、
−前記押し込みトルクＣｐの決定段階は、スロットル完全開放でシリンダ内に導入される空気質量をＭoとして式Ｃｐ＝（Ｄａ・Ｔ−Ｍo）によりＣｐを計算する（７８）段階から構成されることを特徴とする請求の範囲１２に記載の方法。
【請求項１５】
Ｃｇを定義する式の項Ｋは、
−前記エンジンの連続する２回の爆発の間の角度間隔と少なくとも等しい測定限界を設定してこの測定限界を比較的少数の指標パケットに分割する段階と、
−前記センサ（２２）の前をこれらのパケットのそれぞれが通過する持続時間を計算し（３６）でそれぞれの測定限界内で順位を割り当てる段階と、
−加減算により、決定した順位を有する持続時間の数値データを組み合わせ（４６）、前記エンジンの前記爆発の分析頻度でヌル平均値と非ヌル周波数応答を有する数値Ｑを生成する段階と、
−少なくとも前記分析周波数でまたＱを表すために保持している持続時間の組み合わせについて、簡略化した計算により得られた項Ｄ＝ｐ・Ｑが周波数応答を有し、項：
0003672316.tif 000004
について得られた値とほぼ同一のバランス係数ｐを決定する段階と
を実施することにより得られることを含むことを特徴とする請求の範囲１２、請求の範囲１３、請求の範囲１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
それぞれの指標パケットの角度値がπ／６であることを特徴とする請求の範囲１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記エンジンに影響する低周波振動を補正した項ＤＫc＝ｐ・Ｑcを生成するため、各指標パケットをπ／６とし、定数ｐ＝π／２√３また補正した項Ｑの値はＱc＝（２ｄｕ0−ｄｕ-1−ｄｕ2−ｄｕ3−ｄｕ+1＋２ｄｕ5）であって、ここでｄｕ-1およびｄｕ+1はそれぞれ任意の瞬間に得られた前記パケットの通過時間と角度間隔とすることを特徴とする請求の範囲１５に記載の方法。
【請求項１８】
低速で運転する熱エンジンのシリンダ内の混合ガスの燃焼ごとに発生する平均ガストルクを表すデジタル値Ｃｇを生成するための装置であって、
−前記エンジンは
−前記エンジンの慣性ホイルまたはクランクシャフトに固定したクラウンギア（１２）に配置した測定指標（１４、１６）と、
−前記指標の基準位置を少なくとも１つ定義するための手段（１８、２０）と、
−前記クラウンギア（１２）に隣接して固定的に取り付け前記指標（１４、１６）の通過を検出するセンサ（２２）を含み、
−前記装置は
−前記指標（１４、１６）のそれぞれのセンサ（２２）前の通過の瞬間の持続時間を表す第１のデジタル値ｄiを発生する手段（３０）と、
−前記第１のデジタル値ｄiから、一連のｎ指標が前記センサ（２２）の前を通過する合計持続時間を表し前記エンジン内の燃焼の角度間隔を定義する第１の２次数値Ｔを導き出す手段（４２）と、
−前記燃焼の角度区間の原点に対応する前記指標（１８、２０）の位相基準線に対する投影を表し、前記エンジン内の前記燃焼の頻度で前記センサ（２２）前を通過する前記指標（１４、１６）の瞬間的持続時間の交流成分の振幅の第２の２次デジタル値Ｄを導き出す手段（４６）と、
−ＡとＢ（５６）を経験的に決定しメモリ（５６）に含まれる定数として方程式：
Ｃｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2
から求めるデジタル値Ｃｇを導き出す手段（５４）とを含み、
前記装置はさらに
−前記エンジンにおいて２回の連続する爆発の間の角度間隔に少なくとも等しい測定限界を設定するためと、前記測定限界に含まれる前記指標の通過の持続時間ｄiを指標のパケットの通過の比較的少数の持続時間ｄｕ0，・・・，ｄｕmに再グループ化して分析中の測定限界それぞれにおいて順位０・・・ｍにより持続時間ｄｕを識別するための処理計算手段（３６）と、
−加減算により、決定した順位を有する持続時間の数値データを組み合わせ、前記エンジンの前記爆発の分析頻度でヌル平均値と非ヌル周波数応答を有する数値Ｑを生成するための計算手段（４６）と、
−先に計算した値Ｑと経験的に決定しメモリ（５２）に格納してあるバランス係数ｐとから項Ｄ＝ｐ・Ｑを生成し、ｐの値と前記持続時間の組み合わせは決定したＱを表すように保持され、簡略化計算により得られた項Ｄは少なくとも前記分析周波数について項：
0003672316.tif 000005
について得られた値と同一の周波数応答を有するようにするための計算手段（５０）とを含むことを特徴とする装置。
【請求項１９】
低速で運転する熱エンジンのシリンダ内の混合ガスの燃焼ごとに発生する平均ガストルクを表すデジタル値Ｃｇと、２または４シリンダを含む該エンジンに適用する呈高トルクの変動を表す第２のデジタル値δＣｇを生成するための装置であって、
−前記エンジンは
−前記エンジンの慣性ホイルまたはクランクシャフトに固定したクラウンギア（１２）に配置した測定指標（１４、１６）と、
−前記指標の基準位置を少なくとも１つ定義するための手段（１８、２０）と、
−前記クラウンギア（１２）に隣接して固定的に取り付け前記指標（１４、１６）の通過を検出するセンサ（２２）を含み、
−前記装置は
−前記指標（１４、１６）のそれぞれのセンサ（２２）前の通過の瞬間の持続時間を表す第１のデジタル値ｄiを発生する手段（３０）と、
−前記第１のデジタル値ｄiから、一連のｎ指標が前記センサ（２２）の前を通過する合計持続時間を表し前記エンジン内の連続２回の燃焼の間の角度間隔を定義する第１の２次数値Ｔを導き出す手段（４２）と、
−前記燃焼の角度区間の原点に対応する前記指標（１８、２０）の位相基準線に対する投影を表し、前記エンジン内の前記燃焼の頻度で前記センサ（２２）前を通過する前記指標（１４、１６）の瞬間的持続時間の交流成分の振幅の第２の２次デジタル値Ｄを導き出す手段（４６）と、
−ＡとＢ（５６）を経験的に決定しメモリ（５６）に含まれる定数として方程式：
Ｃｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2
から求めるデジタル値Ｃｇを導き出す手段（５４）とを含み、
前記第２のデジタル値δＣｇを生成するための前記装置はさらに
−前記エンジンにおいて２回の連続する爆発の間の角度間隔に少なくとも等しい測定限界を設定するためと、前記測定限界に含まれる前記指標の通過の持続時間ｄiを指標のパケットの通過の比較的少数の持続時間ｄｕ0，・・・，ｄｕmに再グループ化して分析中の測定限界それぞれにおいて順位０・・・ｍにより持続時間ｄｕを識別するための処理計算手段（３６）と、
−持続時間ｄｕ0，・・・，ｄｕmを記憶し、一方で直前に分析した最後の測定限界の指標の最後のパケットの持続時間を記憶して、基準値ｄｕ-1をこれに割り当て、他方で分析される次の測定限界の指標の第１のパケットの持続時間を記憶してこれに基準値ｄｕ+1を割り当てるための手段（３８）と、
−ａを関係する指標の４つのパケットの角度値に依存する定数として、方程式：
δＣｇ＝ａ・ｑ・Ａ／Ｔ3
から求める項δＣｇを生成するための手段とを含むことを特徴とする装置。
【請求項２０】
低速で運転する４サイクル熱エンジンのシリンダ内の混合ガスの燃焼ごとに発生する平均ガストルクを表すデジタル値Ｃｇを発生するための装置であって、前記値は該燃焼の特定の条件の影響を補正してあり、
−前記エンジンは
−前記エンジンの慣性ホイルまたはクランクシャフトに固定したクラウンギア（１２）に配置した測定指標（１４、１６）と、
−前記指標の基準位置を少なくとも１つ定義するための手段（１８、２０）と、
−前記クラウンギア（１２）に隣接して固定的に取り付け前記指標（１４、１６）の通過を検出するセンサ（２２）を含み、
−前記装置は
−前記指標（１４、１６）のそれぞれのセンサ（２２）前の通過の瞬間の持続時間を表す第１のデジタル値ｄiを発生する手段（３０）と、
−前記第１のデジタル値ｄiから、一連のｎ指標が前記センサ（２２）の前を通過する合計持続時間を表し前記エンジン内の連続２回の燃焼の間の角度間隔を定義する第１の２次数値Ｔを導き出す手段（４２）と、
−前記燃焼の角度区間の原点に対応する前記指標（１８、２０）の位相基準線に対する投影を表し、前記エンジン内の前記燃焼の頻度で前記センサ（２２）前を通過する前記指標（１４、１６）の瞬間的持続時間の交流成分の振幅の第２の２次デジタル値Ｄを導き出す手段（４６）と、
−ＡとＢ（５６）を経験的に決定しメモリ（５６）に含まれる定数として方程式：
Ｃｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ/Ｔ2
から求めるデジタル値Ｃｇを導き出す手段（５４）とを含む種類の装置であって、
−前記装置は
−吸気ファンネル内に装着したセンサ（６０〜７０）を含み別のシリンダの燃焼区間の間にシリンダ内に押し込まれる空気質量Ｍを決定するための手段（６０〜６２〜６４または７０〜７２〜７４）と
−このために必要な押し込みトルクＣｐを決定するための手段（５８〜６０〜６２〜６４または７０〜７２〜７８）と、
−データＭおよびＣｐまたはこれらのデータを構成する要素を後続の２つの燃焼区間の間に記憶するための手段（６２または７２〜７６〜８２）と、
−これらのデータまたはこれを構成する要素を組み合わせて方程式：
Ｈn′＝−δ・（Ｍn′-2＋Ｍn′-1）＋α・Ｃｐ(n′-2)
ただしδとαはエンジン形式に依存する定数とする、
により順位ｎの燃焼区間において発生するトルクＣｇn′の補正項Ｈn′を生成するための手段（６４または８６）と、
−方程式：
Ｃｇcn′＝ｈ・Ｃｇn′＋Ｈn′
ただしｈはエンジン形式により変化する較正定数とする、
により範囲ｎの燃焼区間の間に発生する補正平均ガストルクを計算する（６８）ための計算手段と、
−前記定数δ、α、ｈは永久メモリ（６６または８４）に記憶されることを含むことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関のトルク測定装置および方法に関し、さらに詳しくは本発明の出願人に譲受されたフランス特許第９１−１１２７３号に記載のトルク測定装置および方法の改良に関する。
上記特許では低速回転で作動する熱機関のシリンダ内の混合ガスの燃焼ごとに発生する平均ガストルクを表すデジタル数値Ｃｇを生成するための装置が記載されている。この装置は以下を含む：
−エンジンまたはクランクシャフトの慣性ホイルのクラウン部分に設けた測定点、
−測定指標の少なくとも１つの基準を設定するための手段、
−クラウンの付近に固定的に取り付けてある基準点通過センサ、
−それぞれの測定点のセンサ前の遮蔽の持続時間を表す１次デジタル数値ｄiを生成するための計算手段、
−１次デジタル数値ｄiから、エンジンの燃焼の角度間隔を含む一連のｎ基準点のセンサ前の遮蔽の持続合計時間を表す第１の２次デジタル数値Ｔを生成するための計算手段、
−基準点の位相基準線に対する投影を表す第２の２次デジタル数値Ｄを生成するための計算手段、ただし前記デジタル数値Ｄは、センサ前の基準点列の通過時間ｄiの交互の要素の振幅の燃焼の角度周期を原点としてエンジンの燃焼周期に対応する。Ｄを定義する方程式は以下の通り：
0003672316.tif 000002
−方程式Ｃｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2から求めるデジタル数値Ｃｇを生成するための計算手段、ただしＡとＢは経験的に決定した定数。
変化として、上記特許では、計算時間を短縮するため、燃焼の角度間隔のｎ個の測定点を３つまたは４つのパケットにグループ化しセンサ前のこれらパケット列の持続時間から前述の項Ｄを計算することを提案している。
本発明の第１の目的は項Ｄの計算を簡略化する方法ならびに装置を提供することで、少ない測定点パケット数を使用し、初期計算モードで得られる結果とほぼ同等の結果を発生し、実行する数学演算回数を大幅に減少する。
本発明の第２の目的は、実効トルク測定で係数の量に影響を及ぼすようにエンジンに加えられる抵抗トルクの低周波振動を測定するため、前記特許に記載された基本的な方法または本発明の第１の目的による方法および装置を補完する方法ならびに装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、エンジントルクから受ける特に自動車の振動または負荷の急激な変動により発生する低周波揺動を補正するための、先行の目的から導かれる方法ならびに装置を提供することである。
本発明の第４の目的は大量の再循環排気ガスの混合気とエンジンの回転数変化に対する影響を考慮した新規な補正を実行するための方法ならびに装置を提供することである。この新規の補正は前述の補正と組合せでまたは単独で行なうことができる。
本発明の第１の目的によれば、上記で説明した項Ｄを計算する簡単な方法は、
−エンジンの連続した２回の爆発の間の角度間隔に少なくとも等しい測定限界を設定する段階と、
−この測定限界に含まれる基準点列の持続時間ｄiを、測定点のパケット列の比較的小さな持続時間ｄｕ0，・・・，ｄｕmに再グループ化し、これらの持続時間ｄｕにそれぞれの測定限界での順位０・・・ｍを割り当てる段階と、
−最終的に均衡する加算と減算で決定した順位を有する多数の持続時間を組合せてエンジンの爆発の分析周波数に対する非ヌル周期応答を有する大きさＱを発生する段階と、
−たとえば前記分析周波数についてまたＱについて前記初期方程式で計算した項Ｄで得られた測定値と同一の測定値の組合せについて、項Ｄの周期応答＝ｐ・Ｑなどの均衡定数を決定する段階と、
を含むことを特徴とする。
前述の方法の第１の実施態様によれば、測定パケットが等しい角度長π／６を有する場合に測定限界は２回の連続するエンジンの爆発の間の角度間隔に正確に対応し、測定パケット数が６で６つの測定される持続時間はｄｕ0〜ｄｕ5で表わされ、大きさＱは、Ｑ＝（ｄｕ0＋ｄｕ5−ｄｕ2−ｄｕ3）
また定数  ｐ＝π／２√３となる。
この簡単な計算モードのため、項Ｄについて得られた値は初期に得られた値とほぼ同一で、実行すべき算術演算回数は４回である。これは計算を実施するために使用するマイクロプロセッサの仕様を大幅に緩和する。一方、現時点では本発明による方法の実施の態様はＤを定義する初期方程式の数学的等価物の体系的分析で決定されることに注意すべきである。
本発明の方法の第２の実施態様において、測定限界はすでに定義した限界に等しく、さらに１つのパケットｄｕ6だけ増加し、項Ｑは、Ｑ＝ｄｕ0−ｄｕ3＋３／２・（ｄｕ6−ｄｕ4）である。この第２の態様はエンジンの燃焼速度より遅れた燃焼をうまく識別できる利点を有する。
本発明の第２の目的によれば、２または４シリンダのエンジンに適用されるトルク抵抗の変動δＣｇを測定するための方法は、
−エンジンの２回の連続爆発の間の角度度間隔に少なくとも等しい測定限界を設定する段階と、
−この測定限界に含まれる基準点列の持続時間ｄiを、測定点のパケット列の比較的小数の持続時間ｄｕ0，・・・，ｄｕmに再グループ化し、分析中に測定限界それぞれでの順位０〜ｍ′で持続時間ｄｕを識別し、順位０とｍ′の持続時間のパケットの角度値が等しくなるようにする段階と、
−基準値ｄｕ-1を直前に分析した測定値の最後の基準の最後の基準点パケットの持続時間に、また基準値ｄｕ+1を分析しようとする付近の測定限界の測定点の第１のパケットの持続時間に割り当てる段階と、
−式
ｑ＝δｕ＝（ｄｕ0−ｄｕ-1＋ｄｕm′−ｄｕ+1
からこれらの４つのデータを組み合わせる段階と、
−式
δＣｇ＝ａ・ｑ・Ａ／Ｔ3から問題の項δＣｇを決定し、ここでａは関係する測定点の４つのパケットの角度値に依存する新規定数とする段階と、
を含むことを特徴とする。
本発明の方法の実施の第１の態様によれば、測定点の各パケットの角度長はπ／６で定数ａ＝π／２√３である。
本発明の第３の目的によれば、エンジンに加えられるトルク抵抗の変動によりエンジンに影響する低周波振動を補正した上記で決定される項Ｄの値を生成するための方法は、式
Ｄc＝ｐＱ＋ａｑによりこの値を計算することを特徴とし、ここでａとｐは結果的に等しい２つの定数である。
上記第３の方法の実施は特に簡単かつ効果的で前述の考察から得られる。
基本方程式Ｃｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2で表される平均ガストルクＣｇの計算は、エンジンに加わる負荷が問題となる分析周波数について分離される限り有効である。一方で、低い回転数では、分析周波数は負荷の振動周波数に近付く。
負荷の強力な振動がある場合（急激なトルク要求、悪路での自動車の振動、変速機の共振）平均ガストルクの計算は次式のように妨害される：
Ｃｇ補正＝Ｃｇ実測−ｋ・ｄＣc／ｄθ、ここでＣcはエンジンに適用されるトルク抵抗（負荷）、またｋは平均ガストルクと分析周波数での瞬間的ガストルクの成分との比率に等しい定数である。測定限界が半回転または１回転の場合、この限界の両端が全てのシリンダの死点に対応する。シリンダ内にかかる圧力によってクランクにかかるトルクは、この瞬間にレバーアームがゼロであるためゼロになる。クランクにかかる負荷はこの死点周囲でのホイルの加速を測定すれば計算できる。
ｄ-またｄ+のとき、持続時間は、死点の両側の角度ｄｐに対応する。ホイルにかかる負荷は、Ｃc＝Ｊ・π3／ｄθ2・（ｄ+−ｄ-）／Ｔ3、ここでＪはフライホイルとクランク軸の合計慣性である。測定限界の初めと最後のそれぞれについて計算したトルクをそれぞれＣｃ-、Ｃｃ+と呼ぶことにすると、測定したトルクＣｇに影響する負荷トルクの瞬間的変動は、
δＣｇ＝ｋ・（Ｃc+−Ｃｃ-）／π、
Ｃｇ補正＝Ｃｇ実測−ｋ・（Ｃc+−Ｃｃ-）／π
となる。
角度長π／６のパケットの持続時間から、Ｃｇを定義する式の項Ａと前述の項ｋおよびＪが関係することを考慮して、負荷トルクの変動は高い精度で次のように書き換えることができる：
δＣｇ＝（π／２√３）・（ｄｕ0＋ｄｕ5−ｄｕ-1−ｄｕ+1）・Ａ／Ｔ3
この項δＣｇのヌル以外の値全てがこの瞬間に行なった全ての測定値Ｃｇの性質を負にするように影響する係数である。
δＣｇの値から、さらに前述した項Ｄについての補正値を直接適用して次のように書き換えることができる（ａ＝ｐ＝π／２√３）：
Ｄc＝Ｐ（Ｑ＋ｑ）
＝π／２√３・（２ｄｕ0−ｄｕ-1−ｄｕ2＋２ｄｕ5−ｄｕ3−ｄｕ+1）
また
Ｃｇc＝ＡＤc／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2
この条件では、簡単な補足計算により、補正項Ｑcから計算した補正平均ガストルクＣｇcは、双曲線によるトルクの近似が測定限界の内側で有効である限りトルク抵抗の低周波変動に対して感受性がない。これは項δＣｇの値が比較的小さい場合にも当てはまり、エンジンにかかる抵抗トルクの強い変動またはトルクに影響する大きな振幅で急激な変化がないことに対応する。項δＣｇは項Ｄとは独立して生成することができる。この場合、トルクを計算する方法とは無関係にトルクＣｇの負の係数を構成する。
本発明の第４の目的によれば、低速で作動する４サイクル４気筒熱エンジンのシリンダ内の混合気のそれぞれの燃焼で発生する平均ガストルクのデジタル数値Ｃｇの決定に影響する燃焼の特定条件を考慮するためと、結果的に方程式
Ｃｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2で表されるこのデジタル数値を補正するための方法は、
−別のシリンダの燃焼区間の間に１つのシリンダに押し込まれる空気の質量Ｍを決定する段階と、
−このために必要な押し込みトルクＣｐを決定する段階と、
−後続の２つの燃焼区間の間にこれら２つのデータを記憶する段階と、
−これらのデータを組み合わせて、式：
Ｈn′＝−δ（Ｍn′-2＋Ｍn′-1）＋α・Ｃｐn′-2
により、範囲ｎ′の燃焼区間で影響するトルクＣｇn′の補正項Ｈn′を生成し、ここでδとαはエンジンの種類に依存する定数とする段階と、
−式
Ｃｇcn′＝ｈ・Ｃｇn′＋Ｈn′
により範囲ｎ′の燃焼区間の間に発生する補正平均ガストルクを計算し、ｈはエンジンの種類により変化する較正定数とする段階と、
を含むことを特徴とする。
本発明の方法の特定の特徴によれば、
−空気容積Ｍの決定はエンジンへの空気吸入ファンネル内の圧力Ｐｃを測定してＭ＝Ｐｃ・ＲNを計算し、ＲNはエンジンのシリンダ充填のほぼ一定した係数とする段階と、
−押し込みトルクＣｐの決定は大気圧Ｐａを測定してＣｐ＝（Ｐｃ−Ｐａ）を計算する段階とからなることを特徴とする。
本発明による方法の特定の特徴の実施により、項Ｈn′を次の式によって表現できる：
Ｈn′＝−δ・ＲN（Ｐｃn′-2＋Ｐｃn′-1）＋α・（Ｐｃn′-2−Ｐａ）。
この規定により、薄い混合気で、排気ガスの大量再循環時に、および／またはエンジンの過渡条件で（バルブ角度の変化）、４サイクル４気筒エンジンのトルク測定値の補正を実現する。これらの利点の全体は以下の考察の結果である。
ガス圧によりクランクにかかるトルクは膨張行程でシリンダからかかるトルク成分と圧縮によりシリンダからかかるトルク成分である。理論熱動力学的サイクルの場合、膨張と圧縮２つのトルクは断熱性であり、ほぼ係数ｋと同一（燃焼エネルギーすなわちガス濃度増加時にｋが増加する）である。
４気筒４サイクルエンジンの場合、Ｃcomp（θ）は圧縮行程のシリンダからかかる瞬間トルクを表し、膨張行程のシリンダからかかるトルクは以下のようになる：
Ｃdist（θ）＝ｋ・Ｃcomp（π−θ）
ガストルクは、膨張行程のトルク、圧縮行程のトルク（抵抗性のため負）、押し込みトルクの和である。Ｐｃは吸入ファンネル内の圧力でＰａは大気圧、また押し込みトルクは（Ｐｃ−Ｐａ）に比例するとみなすことができる。ガストルクはしたがって：
Ｃgas＝Ｃdist−Ｃcomp＋α・（Ｐｃ−Ｐａ）
＝（ｋ−１）・Ｃcomp＋α・（ｃ−Ｐａ）
である。
前述の方程式で定義したトルクＣｇの論理的予測の場合、測定限界の中央面に対する係数曲線の対称性がトルクに対して非対称の曲線に変換される。そのため圧縮抵抗トルクはＣｇ測定方法により膨張トルクと同様に正のトルクに見えることになる。トルクの測定値は：
Ｃｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ3＝β・（Ｃcomp＋Ｃdist）
また、圧縮トルクＣcompはシリンダ内に吸入される空気の質量から計算することができ、空気量は流量測定または圧力測定で推定できる。圧力の場合、圧縮トルクは吸気ファンネル内の圧力Ｐｃとエンジンのシリンダ充填係数ＲNに比例する（これはエンジン回転数により変化する）：Ｃcomp＝δ・ＲN・Ｐｃ
発生ガストルクの場合、トルクＣcompは測定時に膨張行程にあるシリンダの圧縮トルクであり（圧力Ｐｃ(n-2)）一方で測定ガストルクＣｇについて測定時に圧縮行程にあるシリンダのトルク（圧力Ｐｃ(n-1)）を測定する。これと逆に、充填係数は両方のシリンダで同一となるが、これはエンジン回転数がほとんど変化しないためである。上記の方程式を組み合わせると、以下の式が得られる：
Ｃｇc＝Ｃdist−Ｃcomp＋α（Ｐｃ(n-2)−Ｐａ）、または
Ｃｇc＝ｈ・Ｃｇ＋Ｈ
ここでｈはエンジンの種類による較正定数で、
Ｈ＝δ・ＲN・（Ｐｃ(n-1)＋Ｐｃ(n-2)＋α（Ｐｃ(n-2)−Ｐａ）
ここでα＝Ｖ／π、Ｖはエンジンの単位シリンダ容積、δ＝１次近似で１．１４Ｖ（ｋ＝４．５）ただし各種のエンジンで調整可能、またＲｎはエンジンの充填係数でエンジン回転数により変化し、１次近似で１に等しい（回転数増加にしたがって０．８から１．０２まで変化する）。
項ＲN・Ｐｃがシリンダ内に導入される空気容積を表すことはすでに見た通りである。したがって別の予測係数Ｄａ／Ｎでこれを置き換えることができる。ここでＤａは吸気ファンネル内の空気の流量、Ｎはクランクの毎秒回転数である。同様に、項（Ｐｃ−Ｐａ）を（Ｄ・Ｔ−Ｍ0）で置き換えることができる。Ｍ0は完全にスロットルを開放してシリンダ内に導入される空気容積である。
本発明の特徴および利点は添付の図面を参照し本発明を制限しない例としての後述の本．発明の特定の実施態様についての詳細な説明から明らかになろう。図面において、
図１は本発明による測定装置の各種構成要素の略図である。
図２は初期方程式と簡略方程式を用いてそれぞれ計算した２つの項Ｄの周波数応答を示す。
図３は歯−指標のパケットの持続時間の実施と利用の４種類のプロフィルを示す。
図４は本発明によるエンジンのトルク測定装置の第２の実施態様を構成する各種要素の略図である。
図５は本発明の第３の実施態様の特定の要素の略図である。
図１において、４サイクル４シリンダ熱エンジンで混合ガスの燃焼毎に発生する低周波での振動を補正し、電子点火方式エンジンでフライホイルに固定した測定クラウンギア１２を備える平均ガストルクＣｇcの測定回路１０が図示してある。例えば、クラウンギア１２は、平坦部１４と凹部１６等のように、外周に等間隔に設置した５６枚の歯を設けてあり、平坦部１８と凹部２０のように、他の歯の２倍の大きさで直径方向に対向する２つの基準歯で２８枚の歯づつ２組に分けられている。クラウンギア１２は実際のまたは同じモジュールの仮想的な歯により構成される等間隔の（２×２８＋２×２）＝６０枚の測定基準を含む。直径方向に対向して大きな２つの歯はそれぞれの歯を計数しまた後述するように歯ｄ0を識別できるように基準としてまたは計数時の原点として用いる。
４サイクル４シリンダで前述の例で見たようなエンジンでは、以下の説明において燃焼の角度周期は３０枚の歯にわたりクランクの回転周期の半分に等しいことに注意する。
クラウンギア１２には、例えば可変リラクタンスでクラウンギアの歯の通加速度に比例したすなわちフライホイルの瞬間速度に比例した周波数の交流信号２４を供給するのに適した、固定センサ２２が設けてある。
シリンダのピストンが上死点にある時、計数開始ギア１８に対するセンサ２２の角度的位置が分かっているかまたは検知される。これにより燃焼時に上死点にあるシリンダのピストン移動中にセンサの前を通過する歯ｄ0を識別できる。センサ２２から供給される信号は、入力信号２４の周期ｄiに等しい周期の鋸波信号２８を供給するのに適した整形回路２２の入力に印加され、指数ｉはセンサの前を歯が通過するにつれ０から２９まで変化する。このように生成された信号の各周期ｄiは、センサ前を歯が通過する、例えば山と谷の持続時間に対応している。基準歯１８が生成する入力信号に関して、整形回路２６は鋸歯信号と同じく、他の歯の場合の信号の山谷の正確に２倍となるようにこれを整形する。信号２８はセンサ２２前の測定クラウンギア１２の実際と理論上の歯の通過時間の周期ｄiの測定および計算段階３０へ印加される。
測定および計算段階３０は、水晶発振クロック３２（例えば１０ＭＨｚ）から供給される高周波刻時パルスを受信するカウンタ回路を含み出力に整形回路２６の段階で発生したのこぎり波の２つの山谷の遷移でカウントしたクロックパルス数を表すデジタル数値を出力に供給する。説明している実施例において長い計数歯１８〜２０の１つから発生するそれぞれの信号２８の処理については、値が２で除算（１ビットの差）され結果が対応する理論上の２つの歯に影響する。このように、周期ｄiの測定計算段階３０は、測定クロックに含まれる実際のまたは理論上の歯のそれぞれの範囲ｉを定義する０から２９までの連続した３０個の数値にそれぞれ関係する一連の値をバッファメモリ３４に記憶する。
バッファメモリ３４は、２つの基準歯の間に含まれる３０の持続時間ｄiを５つづつのパケットに再グループ化するのに適した計算段階に接続してある。このように、段階３６はそれぞれｄｕ0〜ｄｕ5と標記してある５つの山谷からなるパケット通過の連続した６つの持続時間を順番に発生する。これらの６つの持続と６つの順位番号は図３の線Ｉで表してある。持続時間と番号はこのあと持続時間ｄｕ0〜ｄｕ5の受信と持続時間ｄｕ0の順位識別に特に適した伝送制御段階４０の制御下におかれるバッファメモリ３８へ送信される。
バッファメモリ３８はパケット・指標の６つの連続した持続を３組含むのに適している：分析中に測定限界を定義する中央の組と、時間的に中央の組に先行する前の組およびこれに続く後の組である。新規持続時間ｄｕ0の到着時に、伝送制御段階４０は、後続の段階へ中央の組のｄｕ0〜ｄｕ5で表した６つの持続時間を送信し、また基準ｄｕ-1の間に、先行する組の最後のパケットの持続時間ｄｕ5を、また基準ｄｕ+1の間に到着したばかりの組の第１のパケットの持続時間ｄｕ0を送信する。これが図３の線ＩＩに図示してある。
第１の計算段階４２は連続８つの持続時間を受信し６つの基準持続時間ｄｕ0〜ｄｕ5を選択してここから合計を計算するようにプログラムしてあり、合計は燃焼の角度間隔の時間周期Ｔである。このように計算した新しい値Ｔのそれぞれはバッファメモリ４４に記憶され直前に計算した値に置き換えられる。
第２の計算段階４６は連続８つの持続時間（ｄｕ-1，ｄｕ0，・・・，ｄｕ5，ｄｕ+1）を受信し次のような４つの持続時間ｄｕ0、ｄｕ2、ｄｕ3、ｄｕ5を選択し、図３の線ＩＩの符号とバランスで表される方程式にしたがってこれを組み合わせるようにプログラムしてある：
Ｑ＝（ｄｕ0−ｄｕ2＋ｄｕ5−ｄｕ3）
第３の計算段階４７は同じ８つの持続時間を受信して４つの持続時間ｄｕ-1、ｄｕ0、ｄｕ5、ｄｕ+1を選択し、式ｑ＝δｕ＝（ｄｕ0−ｄｕ-1＋ｄｕ5−ｄｕ+1にしたがってこれらを組み合わせるようにプログラムしてある。
計算した項Ｑとｑはバッファメモリ４８に記憶し新しいＱとｑの値が到着するまでここに留まる。バッファメモリ４８は第４の計算段階５０に接続してあり、第４の計算段階はさらにメモリ５２からバランス定数ｐ＝ａ＝π／２√３を受信する。計算段階５０は和Ｑc＝Ｑ＋ｑを計算しまたＤc＝ｐ・Ｑcを計算してから第５の計算段階５４にこれを適用する。
この計算段階５４はさらにメモリ５６から経験的に決定した２つの定数ＡとＢを、またバッファメモリ４４から項Ｔを受信する。これら４つの大きさから、段階５４で平均ガストルクを計算し、方程式Ｃｇc＝Ａ・Ｄc／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2にしたがって低周波での振動を補正する。すでに述べたことの結果として計算した値Ｃｇcは２気筒または４気筒のエンジンだけで有効であり、２サイクルまたは４サイクルであることから上死点または下死点がクランクシャフトの１回転毎または半回転毎に発生する。
例えば６または８シリンダのエンジンでは、低周波振動に対する平均ガストルクの補正は不可能である。この場合、バッファメモリ３８はギア−指標の６パケット一組に制限され計算段階４２はＱ＝（ｄｕ0−ｄｕ2−ｄｕ3＋ｄｕ5）の計算だけを実行する。
Ｑc＝Ｑ＋ｑでは、すでに示したように計算した補正平均ガストルクＣｇcは２つの要素、すなわち項Ｑ＝（ｄｕ0−ｄｕ2−ｄｕ3＋ｄｕ5を用いる簡略化した方程式２より測定したトルクＣｇとｑ＝（ｄｕ0−ｄｕ-1＋ｄｕ+1−ｄｕ5）を用いて測定したトルクＣｇについての補正値δＣｇを含む。
結果として、項Ｑを用いて簡略化した方程式から行なったトルクＣｇ測定値の精度は、低周波振動を補正したトルクＣｇcの測定値に完全に含まれる。一方燃焼周期に対して非常に高い周波数での振動に関しては何も作用しない。これらの高周波振動については、初期計算モードも本発明の第１の目的による簡略化計算モードも補正できず、この場合簡略化計算モードでは初期計算モードより悪化する。これらの異なる結果は、問題の２つのモードでそれぞれ計算した２つの項Ｄの周波数応答を示してある図２から明らかである。実際に、これらの周波数応答は測定限界の周波数２Ωｏの４倍まで同じ（Ωｏは４サイクル４シリンダエンジンの回転周波数）である。これ以上では、簡略化計算モードで得られた項Ｄの周波数応答は初期計算モードで得られた項Ｄの周波数応答より非常に大きな最大振幅を示す。これは高い周波数の振動が初期モードより簡略化計算モードで多く考慮されていることを表している。
図２によれば、大きさＱはエンジンの燃焼の分析周波数で非ヌルの頻度の周波数を有し、ヌル周波数でヌル周波数応答を有する、すなわち厳密に一定のエンジン回転速度で値ヌルを有する。これは近似Ｄ＝ｐＱの質について必須である。
本発明の方法の実施の変化において、測定限界は先に定義した限界に等しく、追加のパケットｄｕ6例えばｄｕ+1だけ大きく、項ＱはＱ＝ｄｕ0−ｄｕ3＋３／２・（ｄｕ6−ｄｕ4となる。この第２の態様はエンジンの燃焼速度より遅い燃焼をうまく識別する点で有利である。
項ｑは方程式ｑ＝δｕ＝（ｄｕ0−ｄｕ-1＋ｄｕ5−ｄｕ+1で提供されるままだが、Ｄｃの計算に使用するバランス定数ａとｐはことなり、ａはπ／２√３に等しくまたｐは経験的に決定された値をとる。
本明細書の前文ですでに述べたように、平均ガストルクの計算に使用する方程式、すなわちＣｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2は低速回転で運転しているエンジンのみで有効である。高速回転で運転しているエンジンでは、前文で説明した特許に示されているように問題の係数Ａに補正を行なう必要がある。そのためには、係数ＡをＡc＝Ａ（１−ｚ）で置き換え、ここでｚ＝（ｆｉ／ｆr）2である。この方程式でｆi＝１／Ｔ、燃焼の瞬間的周波数、またｆrはクランクシャフト／フライホイルの結合の撚れ共鳴周波数である。本発明の範囲でこの補正を実現するためには、メモリ３６に定数項ｆrを保持しておき計算段階５４でｆi＝１／Ｔを計算し、ついでｚ＝（ｆi／ｆr）2さらに求める値Ｃｇc＝ＡcＤ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2を計算し、この場合の値はエンジンの低速と高速どちらの回転域でも有効であり低周波振動が補正されている。
本発明は図１および図３の線ＩおよびＩＩを参照して説明した実施態様に制限されない。実際に、図３の線ＩＩのパケット−指標のバランスした８つの持続時間を同じ図の線ＩＩＩのバランスした８つの持続時間で置き換えることが可能である。この場合Ｑ′cの計算に考慮されていない持続時間、すなわちｄｕ1とｄｕ4は６つの歯に関係し他の持続時間は７つの歯に関係する。このことから、持続時間ｄｕ0とｄｕ5は連続する２つの上死点を隔てる角度間隔の内側の２つの歯と、この間隔の外側で５つの歯にそれぞれ関係している。図３の線ＩＩＩで表されるｄｕ-1，ｄｕ0，・・・，ｄｕ5，ｄｕ+1にＱ′cを関係付ける方程式はＱcを図３の線ＩＩで表される同じ持続時間に関係付ける方程式と同じである。これら２つの方程式は線ＩＩおよびＩＩＩとの符号およびバランスで図示してある。同様に、図３の線ＩＶでは、ｄｕ0とｄｕ5が２つの連続する上死点を隔てる角度間隔の外側にそれぞれ１つの歯を含み、それぞれ８つの歯に関係するパケット−指標ｄｕ0，・・・，ｄｕ3の４つの持続時間の連続した組を表してある。
図３の線ＩＩＩの場合、考慮しているパケットの歯数と考慮しないパケットの歯数、ならびに考慮したパケットの持続時間のバランスと符号は簡略化計算の項Ｑ′＝（ｄｕ0−ｄｕ2−ｄｕ3＋ｄｕ5）が測定限界で平均値ヌルを示しこの限界の周波数で非ヌル周波数応答を示すように決定される。バランス定数の係数ｐ′を次に項Ｑ′に適用して、測定限界の周波数で項Ｄの周波数応答Ｄ＝ｐ′・Ｑ′が初期計算モードで得られた項Ｄについて提供される周波数応答と同じになるようにする。すでに述べた３つのパラメータ（歯数、バランスおよびパケットの符号）がさらに決定され、測定限界の周波数以上の周波数での項Ｄ＝ｐ′・Ｑ′ができる限り小さくなるようにする。一方で、低周波振動の補正の項ｑ′の計算のため、ｑ′を決定する式はすでに述べたｑの式と同一であり、持続時間をｄｕ-1とｄｕ+1で表したパケットの歯数は図３の線ＩＩＩに見られるように、ｄｕ0とｄｕ5で表した持続時間の歯数と同じである。
Ｑ′とｐ′に関連した上記の議論全体を図３の線ＩＶに示した実施例に適用すると、Ｑ′の値はＱ′＝Ｑ＝（ｄｕ0−ｄｕ1−ｄｕ2＋ｄｕ3）となる。
図３の線ＩＩＩとＩＶで表した２つの場合では、エンジンの燃焼の角度周期Ｔの計算に必要な大きさの準備は測定限界が関係する角度間隔の両側にはみ出していることを考慮するように変更される。この準備は、Ｑ′とＱ′c、およびこの角度間隔に含まれる歯だけに限定して丸めた持続時間ｄｕ0，ｄｕ5，またはｄｕ3である持続時間ｄｕ0ｔとｄｕ5ｔ（線ＩＩＩの例で）またはｄｕ3ｔ（線ＩＶの場合）の計算に必要な持続時間をさらに計算することからなる。このためには、前述したパケット持続時間の測定と順位の識別段階３６がさらに丸めた持続時間を計算して、十分な識別を実施する。周期Ｔの計算段階４２はこれにしたがってプログラムされる。
変化として、図３の線Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの場合の持続時間ｄｕ2とｄｕ3の２つのパケットおよび線ＩＶの場合の持続時間ｄｕ１とｄｕ2のパケットは段階３６で１つのパケットにまとめることができることに注意する。後続のＴとＱcの計算はこれにしたがって変更される。
範囲０とｍ′のパケットの大きさを定義する角度間隔が測定値δＣｇの精度を決定することに注意すべきである。この間隔が比較的小さい場合、精度が減少する。比較的大きくなると、測定値はシリンダ内の圧力に敏感になる。これは、コネクティングロッドのレバーアームが無視できなくなるためと、この場合直前に分析した測定限界の順位ｍ′のパケット（持続時間がｄｕ-1で表される）と次の測定限界の順位０のパケット（持続時間がｄｕ+1で表される）が、分析中に測定限界の理論的境界を決定する連続した２つの上死点から大きく離れるためである。順位０とｍ′のパケットの拡大の負の影響を補正するためには、測定限界を理論的に定義する２つの上死点に対して測定限界の境界から少し進めて分析中の測定限界の軽い角度的な偏差を導入することができる。これは燃焼の影響から遠ざけるためである。
トルクＣｇの質の負の係数δＣｇの計算を簡略化またはそれ以外であっても行なうことができ、項Ｃｇが計算されさらにそのまま利用者に提供されることはすでに述べた。このためには、補助計算段階５５をも受け、メモリ５２からａ、メモリ４８からｑ、メモリ５６からＡ、メモリ４４からＴを受信しδＣｇ＝ａ・ｑ・Ａ／Ｔ3を計算する。
図４によれば、４サイクル４シリンダで低速回転および高速回転で運転する熱エンジンにおいて混合気の燃焼それぞれによって発生する低周波および高周波の振動を第１の時間で補正し（Ｃｇc1）、第２の時間でエンジンの燃焼の特定条件について測定に影響する振動を補正し（Ｃｇc2）た平均ガストルク測定回路１０が図示してある。
この点で、測定クラウンギア１２は電子点火方式エンジンの慣性ホイルに固定的に取り付けてある。例として、クラウンギア１２は、平坦部１４と凹部１６等のように、外周に等間隔に設置した５６枚の歯を設けてあり、平坦部１８と凹部２０のように、他の歯の２倍の大きさで直径方向に対向する２つの基準歯で２８枚の歯づつ２組に分けられている。クラウンギア１２は実際のまたは同じモジュールの仮想的な歯により構成される等間隔の（２×２８＋２×２）＝６０枚の測定基準を含む。直径方向に対向して大きな２つの歯はそれぞれの歯を計数しまた後述するように歯ｄ0を識別できるように基準としてまたは計数時の原点として用いる。
４サイクル４シリンダで前述の例で見たようなエンジンでは、以下の説明において燃焼の角度周期は３０枚の歯にわたりクランクの回転周期の半分に等しいことに注意する。
クラウンギア１２には、例えば可変リラクタンスでクラウンギアの歯の通加速度に比例したすなわちフライホイルの瞬間速度に比例した周波数の交流信号２４を供給するのに適した、固定センサ２２が設けてある。
シリンダのピストンが上死点にある時、計数開始ギア１８に対するセンサ２２の角度的位置が分かっているかまたは検知される。これにより燃焼時に上死点にあるシリンダのピストン移動中にセンサの前を通過する歯ｄ0を識別できる。センサ２２から供給される信号は、入力信号２４の周期ｄiに等しい周期の鋸波信号２８を供給するのに適した整形回路２２の入力に印加され、指数ｉはセンサの前を歯が通過するにつれ０から２９まで変化する。このように生成された信号の各周期ｄiは、センサ前を歯が通過する、例えば山と谷の持続時間に対応している。基準歯１８が生成する入力信号に関して、整形回路２６は鋸歯信号と同じく、他の歯の場合の信号の山谷の正確に２倍となるようにこれを整形する。信号２８はセンサ２２前の測定クラウンギア１２の実際と理論上の歯の通過時間の周期ｄiの測定および計算段階３０へ印加される。
測定および計算段階３０は、水晶発振クロック３２（例えば１０ＭＨｚ）から供給される高周波刻時パルスを受信するカウンタ回路を含み出力に整形回路２６の段階で発生したのこぎり波の２つの山谷の遷移でカウントしたクロックパルス数を表すデジタル数値を出力に供給する。説明している実施例において長い計数歯１８〜２０の１つから発生するそれぞれの信号２８の処理については、値が２で除算（１ビットの差）され結果が対応する理論上の２つの歯に影響する。このように、周期ｄiの測定計算段階３０は、測定クロックに含まれる実際のまたは理論上の歯のそれぞれの範囲ｉを定義する０から２９までの連続した３０個のデジタル値にそれぞれ関係する一連の値をバッファメモリ３４に記憶する。
バッファメモリ３４は、２つの基準歯の間に含まれる３０の持続時間ｄiを５つづつのパケットに再グループ化するのに適した計算段階に接続してある。このように、段階３６はそれぞれｄｕ0〜ｄｕ5と標記してある５つの山谷からなるパケット通過の連続した６つの持続時間を順番に発生する。各パケットの角度値はπ／６で、この持続時間と番号はこのあと持続時間ｄｕ0の受信に特に適した伝送制御段階４０の制御下におかれるバッファメモリ３８へ送信される。
バッファメモリ３８はパケット・指標の６つの連続した接続を３組含むのに適している：分析中に測定限界を定義する中央の組と、時間的に中央の組に先行する前の組およびこれに続く後の組である。新規持続時間ｄｕ0の到着時に、伝送制御段階４０は、後続の段階へ中央の組のｄｕ0〜ｄｕ5で表した６つの持続時間を送信し、また基準ｄｕ-1の間に、先行する組の最後のパケットの持続時間ｄｕ5を、また基準ｄｕ+1の間に到着したばかりの組の第１のパケットの持続時間ｄｕ0を送信する。
第１の計算段階４２は連続８つの持続時間を受信し６つの基準持続時間ｄｕ0〜ｄｕ5を選択してここから合計を計算するようにプログラムしてあり、合計は燃焼の角度間隔の時間周期Ｔである。このように計算した新しい値Ｔのそれぞれはバッファメモリ４４に記憶され直前に計算した値に置き換えられる。
第２の計算段階４６は連続８つの持続時間（ｄｕ-1，ｄｕ0，・・・，ｄｕ5，ｄｕ+1）を受信し次のような６つの持続時間ｄｕ-1、ｄｕ0、ｄｕ2、ｄｕ3、ｄｕ5、ｄｕ+1を選択し、これら次式にしたがってを組み合わせるようにプログラムしてある：
Ｑc＝２ｄｕ0−ｄｕ-1−ｄｕ2＋２ｄｕ5−ｄｕ3−ｄｕ+1
このように計算した項Ｑcはバッファメモリ４８に記憶され次の新しいＱcの値が到着するまでここに記憶される。バッファメモリ４８は第３の計算段階５０に接続してあり、第３の計算段階５０はメモリ５２からバランス定数ｐ＝π／２√３を受け取る。計算段階５０は積Ｑc＝ｐ・Ｑcを計算し第４の計算段階５４にこれを適用するのに適している。
計算段階５４はさらにメモリ５６から経験的に決定した２つの定数ＡとＢを受信し、またメモリ４４から項Ｔを受信する。これら４つの数量から、段階５４は方程式Ｃｇc＝Ａ・Ｑc／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2にしたがって低周波振動を補正したガストルクを計算する。このようにして得られたトルクＣｇcは低周波振動が補正されている。
本明細書の前文ですでに述べたように、平均ガストルクの計算に使用する方程式、すなわちＣｇ＝Ａ・Ｄ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2は低速回転で運転しているエンジンのみで有効である。高速回転で運転しているエンジンでは、前文で説明したフランス特許第９１−１１２７３号に示されているように問題の係数Ａに補正を行なう必要がある。そのためには係数ＡをＡc＝Ａ（１−ｚ）で置き換え、ここでｚ＝（ｆi／ｆr）2である。この方程式でｆi＝１／Ｔ、燃焼の瞬間的周波数、またはｆrはクランクシャフト／フライホイルの結合の撚れ共鳴周波数である。本発明の範囲でこの補正を実現するためには、メモリ３６に定数項ｆrを保持しておき計算段階５４でｆi＝１／Ｔを計算し、ついでｚ＝（ｆi／ｆr）2またＡc＝Ａ（１−ｚ）さらに求める値Ｃｇc＝Ａc・Ｑ／Ｔ3＋Ｂ／Ｔ2を計算し、この場合の値はエンジンの低速と高速どちらの回転域でも有効であり低周波振動が補正されている。
本発明によれば、図４に図示した実施態様はさらに、大気圧Ｐａセンサ５８と、吸気ファンネル内の気圧Ｐｃセンサ６０と、圧力センサ５８〜６０で発生したデータを適用するバッファメモリ６２を含む。これら２つの圧力センサは例えばシリコンペースト内の拡散応力ゲージ形式とする。センサはまず測定圧力を表すアナログ値を発生する。この値が内蔵アナログ／デジタル・コンバータによってデジタル値に変換されてからバッファメモリ６２に適用される。バッファメモリ６２は連続する３回の燃焼間隔の間に取り出される圧力Ｐｃの連続する三つの値を常に保持するのに適している。これらの測定値は、最後に受信したＰｃ(n′)と直前の２つの値Ｐｃ(n′-1)およびＰc(n′-2)で、それぞれの測定値は順位ｎ′、（ｎ′−１）、（ｎ′−２）により識別される。バッファメモリ６２はこれの保持している４つの圧力データを通信する計算段階６４の制御下におかれる。計算段階６４は前述の４つの圧力データの内の３つと、永久メモリ６６に格納してある３つの定数δ、Ｒｎ、αとから、項
Ｈｎ′＝−δ・ＲN（ＰＣ(n′-2)＋Ｐｃ(n′-1)）＋α・（Ｐｃ(n′-2)−Ｐａ）
を計算するのに適している。これらの定数の値については前述したとおりである。
最後の計算段階６８は一方で計算段階５４で生成した値Ｃｇc1、他方で計算段階６４で計算した項Ｈｎ′の値を受信し、さらにメモリ６６に記憶してある定数ｈも受信する。計算段階６８は方程式
Ｃｇcn′2＝ｈ・Ｃｇcn′1＋Ｈn′
から求める値Ｃｇcn′2を計算するのに適している。
すでに述べたように、このように得られた値Ｃｇcn′2は４サイクル４シリンダ燃料噴射式で低速および高速回転で運転する内燃機関熱エンジンのトルクを完全に補正したデジタル値である。この値はさらにエンジンに影響する低周波の振動およびエンジン内の特定条件で発生するエラー（排気ガス再循環量、残留ガス量、過剰燃料および過渡回転）も補正している。
すでに述べたように、本発明の実施は、圧力測定値の代わりに、ファンネル内の空気流量の測定値から行なうこともできる。この変化の実施に特定の手段は図５に図示してある。
図５によれば、流量センサ７０が吸気ファンネル内に配置してある。このセンサ７０は例えば電熱線方式または一端が固定された弾性箔方式である。これらのセンサの感知素子はブリッジに取り付けてアナログ信号を最初に発生し内蔵Ａ／Ｄコンバータがデジタル値に変換する。このデジタル値はバッファメモリ７２に適用し、メモリ７２は常に、分析中の順位ｎ′の燃焼間隔の間の吸気ファンネル内の空気流量、および時間的に先行する燃焼の２つの間隔をそれぞれ表す３つのデータＤn′、Ｄn′-1、Ｄn′-2を保持するのに適している。バッファメモリ７２に記憶されたデータは計算段階７４に適用し、これはさらにバッファメモリ４４から分析中の燃焼間隔の区間Ｔ（この区間は関係する３つの連続区間の間は現実的に一定である）も受信する。計算段階は連続的に項（Ｄn′-1・Ｔ）と（Ｄn′-2・Ｔ）を計算しこれをバッファメモリ７６に適用するのに適している。これら２つの項はそれぞれすでに述べたようにそれぞれＭn′-1とＭn′-2である（Ｔ＝１／２Ｎを想起されたい）。一方、バッファメモリ７２に記憶されたデータＤn′-2はＤn′-2と、測定し永久メモリ８０に記憶してあるスロットル完全開放でシリンダ内に導入される空気質量の定数Ｍoから（Ｄn′-2・Ｔ−Ｍo）を計算するのに適した計算段階７８へ適用する。このように計算した項（Ｄn′-2・Ｔ−Ｍo）はＣｐ（n′-2）である。この項はさらにバッファメモリ８２へ適用される。
永久メモリ８４にはすでに定義したような定数δ、α、ｈが記憶してある。バッファメモリ７６に記憶してある項（Ｄn′-1・Ｔ）と（Ｄn′-2・Ｔ）、バッファメモリ８２に記憶してある項（Ｄn′-2・Ｔ−Ｍｏ）、および永久メモリ８４に記憶してある定数δとαを前述した項Ｈｎを生成するのに適した計算段階８６に的擁する。Ｈｎを表す方程式は：
Ｈｎ′＝−δ・（Ｄn′-1・Ｔ＋Ｄn′-2・Ｔ）＋α・（Ｄn′-2・Ｔ−Ｍo）
この方程式は吸気ファンネル内の圧力と大気圧を表すデータから前記で用いた式と等価である。
順位（ｎ′−２）の分析区間の間に、データＰc(n′-2)またはＤ(n′-2)を生成し、一方でｎ′順位の分析区間の間に膨張行程にあるシリンダの押し込みトルクＣｐ(n′-2)を計算し、他方でｎ′順位の区間の間に行なわれる爆発に関係する空気質量Ｍ(n′-2)を計算することができる。順位（ｎ−１）の分析区間の間に、データＰc(n′-1)またはＤ(n′-1)を発生して、順位ｎ′の分析区間で圧縮行程のシリンダの圧縮トルクを計算することができ、このシリンダは順位（ｎ′＋１）の分析区間の間に膨張行程になる。この圧縮トルクはＭ(n′-1)に比例する。
押し込みさらに圧縮のトルクと順位ｎ′の分析区間の間の燃焼に関係する空気質量は燃焼の特定条件に直接依存する。これらを考慮することで排気ガス再循環量、残留燃焼ガス量、過剰燃料、およびエンジンの過渡回転域のＣｇについての影響を補正することができる。
本発明は説明した実施例に制限されるものではない。変化として、前述の実施例で実施している簡略化した方程式の代わりに、Ｄを定義する一般方程式からＣｇを計算できる。同様に、場合によっては低速波振動に関する補正および／またはエンジンの高速回転に関係する補正に干渉させないこともできる。他方で、エンジンの回転速度に応じたシリンダの充填係数の制限された変動を考慮するため、この係数の平均値Ｒと燃焼区間Ｔを受信する補正回路を設け、経験により決定した作図法からＲｎを生成することもできよう。このような回路はメモリ６６と計算段階６４の間に配置する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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