(57)【要約】【課題】シリンダ群の正確な吸気量を得ることを課題とする。【解決手段】圧縮行程において吸気の漏出がなかったと仮定した場合の仮定圧縮時内圧Ｐ２ｔを、実際に計測された燃焼室内圧Ｐ２と比較することで、圧縮行程における漏出吸気量Ｍｂを加味したシリンダの圧縮吸気量Ｍａｃ１〜８を個別に算出し、シリンダ群に属する全てのシリンダの前記圧縮吸気量Ｍａｃ１〜４、Ｍａｃ５〜８を合計することで、シリンダ群吸気量ＭＬ、ＭＲを算出する。【選択図】図６
2007321606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダ群を有する内燃機関であって、
前記内燃機関のシリンダに設けられ、燃焼室内圧を計測する内圧センサと、
ピストンが吸気行程の下死点にあるときの燃焼室内圧である吸気時内圧と、ピストンが圧縮行程の上死点にあるときの燃焼室内圧である圧縮時内圧と、を前記内圧センサによって計測する内圧計測手段と、
前記吸気時内圧下に置かれている、ピストンが吸気行程の下死点にあるときの燃焼室内の吸気を、ピストンが吸気行程の下死点にあるときの燃焼室容積である吸気時容積から、ピストンが圧縮行程の上死点にあるときの燃焼室容積である圧縮時容積まで断熱圧縮すると仮定した場合の仮定圧縮時内圧を算出する仮定圧縮時内圧算出手段と、
前記圧縮時内圧及び前記仮定圧縮時内圧を基に、圧縮行程における燃焼室からの漏出吸気量を算出する漏出吸気量算出手段と、
前記漏出吸気量に基づいて、ピストンが圧縮行程の上死点にあるときの燃焼室内の吸気量である圧縮吸気量を算出する圧縮吸気量算出手段と、
シリンダ群に属する全てのシリンダの前記圧縮吸気量を合計することで、シリンダ群吸気量を算出するシリンダ群吸気量算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記シリンダ群吸気量に基づいて、シリンダ群の吸気量を調整する吸気量調整手段を更に備えること、
を特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記吸気量調整手段は、吸気絞り弁の開度、吸気弁の開閉特性、排気再循環装置又は可変容量型過給器のうち何れか一つ以上を制御することで、シリンダ群の吸気量を調整すること、
を特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
該内燃機関に供給される供給吸気量を計測する吸気量計測手段を更に備え、
前記圧縮吸気量算出手段は、前記吸気量計測手段によって計測された供給吸気量を、前記シリンダ群が有するシリンダの数で割ることで算出された平均供給吸気量と、前記漏出吸気量と、に基づいて、前記圧縮吸気量を算出すること、
を特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関。
【請求項５】
前記内燃機関の吸気通路に設けられ、該内燃機関に供給される吸気の温度を計測する温度センサと、
吸気行程における吸気温度を前記温度センサによって計測する吸気温度計測手段と、
圧縮行程における燃焼室からの吸気の漏出がなかったと仮定した場合の吸気が、前記圧縮時内圧下に置かれたと仮定した場合の仮定体積を、前記平均供給吸気量、前記漏出吸気量及び前記圧縮時容積を基に算出する仮定体積算出手段と、
前記圧縮時内圧下に置かれた、前記漏出がなかったと仮定した場合の吸気を、前記仮定体積から前記吸気時容積まで断熱膨張させたと仮定した場合の仮定吸気時内圧を算出する仮定吸気時内圧算出手段と、
前記仮定吸気時内圧、前記吸気時容積及び前記吸気温度を基に、シリンダ個別の個別供給吸気量を算出する個別供給吸気量算出手段と、
を更に備え、
前記圧縮吸気量算出手段は、前記個別供給吸気量算出手段によって算出された個別供給吸気量と、前記漏出吸気量と、に基づいて、前記圧縮吸気量を算出すること、
を特徴とする請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記仮定吸気時内圧算出手段は、
前記圧縮時内圧下に置かれた、前記漏出がなかったと仮定した場合の吸気を、前記仮定体積から前記圧縮時容積まで断熱圧縮させたと仮定した場合の燃焼室内圧を算出し、
この算出された燃焼室内圧下に置かれた、前記漏出がなかったと仮定した場合の吸気を、前記圧縮時容積から前記吸気時容積まで断熱膨張させたと仮定した場合の仮定吸気時内圧を算出すること、
を特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記内燃機関のクランク角を計測するクランク角計測手段と、
前記クランク角計測手段によって計測された所定のクランク角毎に、対応する燃焼室内圧を前記内圧センサによって計測するクランク角対応内圧計測手段と、
前記クランク角対応内圧計測手段によって計測されたクランク角毎の燃焼室内圧のうち、内圧が最高となるときのクランク角である最高内圧クランク角を算出する最高内圧クランク角算出手段と、
を更に備え、
前記内圧計測手段は、クランク角が前記最高内圧クランク角にあるときを、ピストンが圧縮行程の上死点にあるときとして、前記圧縮時内圧を計測すること、
を特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ群の吸気量の算出手段を備えた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダ群の吸気量を求める技術として、各シリンダ群に対応するエアフローメータによって計測を行う方法がある。また、内燃機関のシリンダ群間の吸気量の差を調整する技術として、各シリンダ群に対応する吸気枝管の内圧の差に基づいて吸気量を調整する方法がある。
【０００３】
また、デュアルフィルタタイプの排気浄化装置において、２つのフィルタの上流側の排気圧力が所定値を超えた場合に、排気通路より各フィルタを交互に遮断することで、１つのフィルタの上流側の排気圧力を交互に検出する排気浄化装置がある（特許文献１を参照）。さらに、複数の排ガスセンサ出力信号の位相差を用いて排ガスの流量を求める排ガス流量計測装置がある（特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開平５−２１４９２５
【特許文献２】特開２００４−１７０３５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリンダが複数のシリンダ群に分かれて配置されている内燃機関においては、シリンダ群によって吸気量にばらつきがあるため、各シリンダ群の吸気量の差に基づいて、吸気絞り弁の開度や可変容量型過給器等の調整を行う必要がある。このとき、シリンダ群毎に吸気通路が独立していれば、各シリンダ群に対応するエアフローメータによる計測結果、又はシリンダ群同士の吸気枝管内圧の差、等に基づいて、シリンダ群毎の吸気量の調整が可能である。しかし、これらの方法では、吸気ポートの形状や吸気弁の開閉特性のばらつきによって、実際にシリンダに吸入される吸気量に差が生じることや、圧縮行程において燃焼室からクランクケース側へ漏出する吸気が考慮されておらず、燃焼に使用される正確な吸気量は得られていなかった。
【０００５】
また、内燃機関が複数の吸気通路を有していても、吸気枝管容積の確保等のために各シリンダ群の手前で吸気通路が合流されている場合、エアフローメータによる計測や、吸気枝管の内圧の差に基づいた算出等によってシリンダ群毎の吸気量を得ることは困難である。
【０００６】
本発明は、上記した問題に鑑み、シリンダ群の正確な吸気量を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、燃焼室内圧に基づいてシリンダ群に属するシリンダの圧縮吸気量を個別に算出し、これらを合計することで、シリンダ群の正確な吸気量を算出することを可能にした。
【０００８】
詳細には、本発明は、複数のシリンダ群を有する内燃機関であって、前記内燃機関のシリンダに設けられ、燃焼室内圧を計測する内圧センサと、ピストンが吸気行程の下死点にあるときの燃焼室内圧である吸気時内圧と、ピストンが圧縮行程の上死点にあるときの燃焼室内圧である圧縮時内圧と、を前記内圧センサによって計測する内圧計測手段と、前記吸気時内圧下に置かれている、ピストンが吸気行程の下死点にあるときの燃焼室内の吸気を、ピストンが吸気行程の下死点にあるときの燃焼室容積である吸気時容積から、ピスト
ンが圧縮行程の上死点にあるときの燃焼室容積である圧縮時容積まで断熱圧縮すると仮定した場合の仮定圧縮時内圧を算出する仮定圧縮時内圧算出手段と、前記圧縮時内圧及び前記仮定圧縮時内圧を基に、圧縮行程における燃焼室からの漏出吸気量を算出する漏出吸気量算出手段と、前記漏出吸気量に基づいて、ピストンが圧縮行程の上死点にあるときの燃焼室内の吸気量である圧縮吸気量を算出する圧縮吸気量算出手段と、シリンダ群に属する全てのシリンダの前記圧縮吸気量を合計することで、シリンダ群吸気量を算出するシリンダ群吸気量算出手段と、を備えることを特徴とする内燃機関である。
【０００９】
ここで、内圧計測手段によって計測される圧縮時内圧は、吸気の漏出が発生する場合、その発生後の実際の内圧である。
【００１０】
これに対し、仮定圧縮時内圧算出手段で算出される仮定圧縮時内圧は、吸気行程の下死点から圧縮行程の上死点までピストンが移動する過程で、吸気の漏出が発生しないと仮定した場合の内圧である。
【００１１】
即ち、前記圧縮時内圧と、前記仮定圧縮時内圧との間に生じる差は、圧縮行程においてシリンダ内の吸気の漏出が発生したことに起因する内圧の差である。そこで、漏出吸気量算出手段は、前記圧縮時内圧と、前記仮定圧縮時内圧と、に基づいて、実際に吸気行程の下死点から圧縮行程の上死点までピストンが移動する過程で漏出した吸気の量を算出する。
【００１２】
前記漏出吸気量算出手段によって算出された漏出吸気量に基づいて、圧縮吸気量算出手段によってシリンダ群に属する各シリンダの圧縮吸気量が算出される。その後、シリンダ群吸気量算出手段は、シリンダ群に属する全てのシリンダの前記圧縮吸気量を合計することで、シリンダ群吸気量を算出する。
【００１３】
本発明に拠れば、シリンダ群に属するシリンダの圧縮吸気量を得ることで、正確なシリンダ群吸気量を得ることが可能となる。このため、シリンダ群毎に正確なシリンダ群吸気量に基づいた吸気量等の調整を行い、内燃機関におけるシリンダ群毎の性能差を調整することが可能となる。
【００１４】
本発明は、前記シリンダ群吸気量に基づいて、シリンダ群の吸気量を調整する吸気量調整手段を更に備えること、を特徴としてもよい。
【００１５】
また、本発明において、前記吸気量調整手段は、吸気絞り弁の開度、吸気弁の開閉特性、排気再循環装置又は可変容量型過給器のうち何れか一つ以上を制御することで、シリンダ群の吸気量を調整すること、を特徴としてもよい。
【００１６】
吸気量調整手段は、得られたシリンダ群吸気量に基づいて、吸気の調整に使用できる内燃機関の各装置を制御する。
【００１７】
本発明に拠れば、内燃機関におけるシリンダ群毎の性能差を調整することが可能となる。例えば、シリンダ群吸気量に基づいて吸気絞り弁の開度、吸気弁の開閉特性、排気再循環装置又は可変容量型過給器を制御し、吸気量を調整することによって、空燃比が低くなることで発生するスモークを防止することが可能となる。また、これらの制御によって燃焼室内圧を調整することによって、シリンダ群毎にかかる負荷を均等にすることが可能となる。
【００１８】
なお、本発明は、該内燃機関に供給される供給吸気量を計測する吸気量計測手段を更に備え、前記圧縮吸気量算出手段は、前記吸気量計測手段によって計測された供給吸気量を
、前記シリンダ群が有するシリンダの数で割ることで算出された平均供給吸気量と、前記漏出吸気量と、に基づいて、前記圧縮吸気量を算出すること、を特徴としてもよい。
【００１９】
本発明は、前記内燃機関の吸気通路に設けられ、該内燃機関に供給される吸気の温度を計測する温度センサと、吸気行程における吸気温度を前記温度センサによって計測する吸気温度計測手段と、圧縮行程における燃焼室からの吸気の漏出がなかったと仮定した場合の吸気が、前記圧縮時内圧下に置かれたと仮定した場合の仮定体積を、前記平均供給吸気量、前記漏出吸気量及び前記圧縮時容積を基に算出する仮定体積算出手段と、前記圧縮時内圧下に置かれた、前記漏出がなかったと仮定した場合の吸気を、前記仮定体積から前記吸気時容積まで断熱膨張させたと仮定した場合の仮定吸気時内圧を算出する仮定吸気時内圧算出手段と、前記仮定吸気時内圧、前記吸気時容積及び前記吸気温度を基に、シリンダ個別の個別供給吸気量を算出する個別供給吸気量算出手段と、を更に備え、前記圧縮吸気量算出手段は、前記個別供給吸気量算出手段によって算出された個別供給吸気量と、前記漏出吸気量と、に基づいて、前記圧縮吸気量を算出すること、を特徴としてもよい。
【００２０】
圧縮時内圧の方が内圧が高いため、吸気時内圧に比べて内圧センサによる計測誤差が小さい。このことから本発明では、圧縮時内圧に基づいて漏出が発生する前の仮定吸気時内圧を算出し、ここからシリンダ個別の個別供給吸気量を算出することとしている。
【００２１】
仮定体積算出手段は、圧縮行程における燃焼室からの吸気の漏出がなかったと仮定した場合の吸気が、前記圧縮時内圧下に置かれたと仮定した場合の仮定体積を、漏出が発生したときの吸気量と漏出が発生していないときの吸気量に基づいて比例計算するものである。ここで、漏出が発生したときの吸気量は、前記平均供給吸気量と前記漏出吸気量に基づいて算出される。また、漏出が発生していないときの吸気量として、前記平均供給吸気量が使用される。
【００２２】
仮定体積算出手段によって仮定体積が算出された後、仮定吸気時内圧算出手段によって仮定吸気時内圧が算出され、この算出結果を基に個別供給吸気量算出手段によってシリンダ個別の個別供給吸気量が算出される。ここで算出された個別供給吸気量は、計測された圧縮時内圧が反映されており、吸気量計測手段による計測値をシリンダ数で割ることで算出された平均供給吸気量よりも正確である。
【００２３】
このため、本発明に拠れば、最終的に算出されるシリンダ群吸気量の正確さが向上する。このため、吸気量等をより精密に調整することが可能となる。
【００２４】
なお、本発明において、前記仮定吸気時内圧算出手段は、前記圧縮時内圧下に置かれた、前記漏出がなかったと仮定した場合の吸気を、前記仮定体積から前記圧縮時容積まで断熱圧縮させたと仮定した場合の燃焼室内圧を算出し、この算出された燃焼室内圧下に置かれた、前記漏出がなかったと仮定した場合の吸気を、前記圧縮時容積から前記吸気時容積まで断熱膨張させたと仮定した場合の仮定吸気時内圧を算出すること、を特徴としてもよい。
【００２５】
また、本発明は、前記内燃機関のクランク角を計測するクランク角計測手段と、前記クランク角計測手段によって計測された所定のクランク角毎に、対応する燃焼室内圧を前記内圧センサによって計測するクランク角対応内圧計測手段と、前記クランク角対応内圧計測手段によって計測されたクランク角毎の燃焼室内圧のうち、内圧が最高となるときのクランク角である最高内圧クランク角を算出する最高内圧クランク角算出手段と、を更に備え、前記内圧計測手段は、クランク角が前記最高内圧クランク角にあるときを、ピストンが圧縮行程の上死点にあるときとして、前記圧縮時内圧を計測すること、を特徴としてもよい。
【００２６】
圧縮時内圧を計測するタイミングとして、クランク角に基づいて計測を行う方法が考えられるが、クランク角と上死点の関係は、製造時の誤差や、経年変化による誤差によって、ずれが発生する場合がある。本発明では、燃焼室内圧が最高となるタイミングをピストンが上死点にあるタイミングとして使用することで、上記した製造誤差又は経年誤差に拘らず、正確にピストンが上死点にあるときの燃焼室内圧である圧縮時内圧を計測し、この計測結果に基づいて漏出吸気量や圧縮吸気量を算出することとしたものである。
【００２７】
なお、算出された上死点のタイミングに基づいて更に下死点のタイミングを算出し、ピストンが下死点にあるときの燃焼室内圧である吸気時内圧を計測してもよい。
【００２８】
本発明に拠れば、計測される圧縮時内圧及び吸気時内圧の精度が向上するため、結果として算出されるシリンダ群吸気量の正確さが向上する。このため、吸気量等をより精密に調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によって、シリンダ群に属するシリンダの圧縮吸気量を個別に算出することで、シリンダ群の正確な吸気量を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明に係る内燃機関の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３１】
はじめに、図１及び図２を用いて本実施例における内燃機関の構成を説明する。
【００３２】
図１は、本発明の内燃機関１およびその制御系統の概略構成を表す図である。
【００３３】
内燃機関１は、第一バンク１６ａと第二バンク１６ｂを有する。第一バンク１６ａは第一シリンダから第四シリンダまでのシリンダ２を有し、第二バンク１６ｂは第五シリンダから第八シリンダまでのシリンダ２を有する。
【００３４】
第一バンク１６ａ及び第二バンク１６ｂの吸気側には、それぞれ第一吸気枝管６ａと第二吸気枝管６ｂが接続されている。第一吸気枝管６ａ及び第二吸気枝管６ｂは、集合管１９に接続されている。集合管１９には、共通吸気管７が接続されている。共通吸気管７の途中には、共通吸気管７を流れる吸入空気の流量を調整する吸気絞り弁８が設けられている。そして、吸気絞り弁８はアクチュエータ９によって駆動されることで、その開度が調整される。共通吸気管７は途中から分岐して第一吸気管７ａと第二吸気管７ｂに連通している。
【００３５】
第一吸気管７ａの開口端には、第一エアフローメータ９３ａが設けられている。第一エアフローメータ９３ａより下流の第一吸気管７ａには、第一可変容量型過給器１７ａのコンプレッサ１７ｃａが配置されている。コンプレッサ１７ｃａより下流の第一吸気管７ａには、第一インタークーラ１８ａが配置されている。第二吸気管７ｂについても同様に、第二エアフローメータ９３ｂ、第二可変容量型過給器１７ｂのコンプレッサ１７ｃｂ、第二インタークーラ１８ｂが設けられている。
【００３６】
第一バンク１６ａ及び第二バンク１６ｂの排気側には、それぞれ第一排気枝管１０ａと第二排気枝管１０ｂが接続されている。第一排気枝管１０ａと第二排気枝管１０ｂは、第一可変容量型過給器１７ａのタービンと第二可変容量型過給器１７ｂのタービンハウジング１７ｈａ、１７ｈｂを介して第一排気管１２ａと第二排気管１２ｂに接続されている。
第一排気管１２ａと第二排気管１２ｂは、下流にて共通排気管１２に接続されている。
【００３７】
また、第一排気枝管１０ａと第二排気枝管１０ｂは、第一ＥＧＲ通路５０ａと第二ＥＧＲ通路５０ｂの各々を介して集合管１９と連通している。第一ＥＧＲ通路５０ａには、第一ＥＧＲクーラ５１ａと第一ＥＧＲ弁５２ａが設けられている。第二ＥＧＲ通路５０ｂには、第二ＥＧＲクーラ５１ｂと第二ＥＧＲ弁５２ｂが設けられている。第一ＥＧＲ通路５０ａ、第一ＥＧＲクーラ５１ａ及び第一ＥＧＲ弁５２ａは、第一排気再循環装置（ＥＧＲ）５３ａを構成している。第二ＥＧＲ通路５０ｂ、第二ＥＧＲクーラ５１ｂ及び第二ＥＧＲ弁５２ｂは、第二排気再循環装置５３ｂを構成している。
【００３８】
図２は、図１に示した内燃機関１の各シリンダ２の概略構成を表す図である。シリンダブロック２０の下部には、クランクケース２１が設けられている。クランクケース２１には、クランクシャフト２２が収納され、クランクシャフト２２の角度を検出するクランクポジションセンサ９１が設置されている。そして、内燃機関１のクランクシャフト２２にコンロッド２３を介して連結されたピストン２４が、シリンダ２内で往復運動を行う。
【００３９】
シリンダブロック２０の上部には、シリンダヘッド２５が設けられている。シリンダブロック２０のシリンダ内壁２６と、ピストン２４の上面と、シリンダヘッド２５の下面とは、燃焼室２７を形成しており、燃焼室２７の容積は、ピストン２４の上下に伴って変化する。シリンダヘッド２５には、燃料噴射弁４が設けられている。また、シリンダヘッド２５には、吸気温度センサ９４及び内圧センサ９５が設けられている。
【００４０】
シリンダ２内の燃焼室２７には、シリンダヘッド２５に設けられた吸気ポート３を介して第一又は第二吸気枝管６ａ、６ｂが接続されている。シリンダ２への吸気の流入は吸気弁３１によって制御される。吸気弁３１の開閉は、吸気側カム３０の回転駆動によって制御される。また、シリンダヘッド２５に設けられた排気ポート１１を介して、第一又は第二排気枝管１０ａ、１０ｂが接続されている。シリンダ２外への排気の排出は排気弁３３によって制御される。排気弁３３の開閉は排気側カム３２の回転駆動によって制御される。
【００４１】
また、内燃機関１には、内燃機関の各構成要素を制御するための電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）９０が併設されている（図１及び図２を参照）。このＥＣＵ９０は、ＣＰＵの他、後述する各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求等に応じて各構成要素を制御する。
【００４２】
ここで、燃料噴射弁４、吸気弁３１、排気弁３３、第一可変容量型過給器１７ａ、第二可変容量型過給器１７ｂ、第一排気再循環装置５３ａ、第二排気再循環装置５３ｂ及び吸気絞り弁８を駆動するアクチュエータ９は、ＥＣＵ９０からの制御信号によって動作を行う。更に、ＥＣＵ９０は、それぞれクランクポジションセンサ９１、アクセル開度センサ９２、第一エアフローメータ９３ａ、第二エアフローメータ９３ｂ、吸気温度センサ９４、内圧センサ９５と電気的に接続され、各センサからの出力された信号に基づいて内燃機関１のクランクシャフト２２の回転角および機関回転速度、アクセル開度、吸気量、吸気温度、燃焼室内圧を計測する。
【００４３】
上述した内燃機関１においては、第一バンク１６ａと第二バンク１６ｂとの間で吸気量に差があるため、両バンクの吸気量の差に基づいて、吸気絞り弁８の開度や可変容量型過給器１７ａ、１７ｂの制御を行う必要がある。しかし、第一吸気管７ａ、第二吸気管７ｂによって取り込まれた吸気は共通吸気管７で合流しているため、第一エアフローメータ９３ａ、第二エアフローメータ９３ｂ等によってバンク毎の吸気量を計測することは困難である。
【００４４】
このため、本実施例では、図３に示す処理で全てのシリンダについて圧縮吸気量を算出し、算出された圧縮吸気量に基づいて、図６に示す処理で第一バンク及び第二バンクの吸気量を算出することによって、バンクの正確な吸気量を算出し、バンク毎の吸気量等の調整に反映出来るようにする。
【００４５】
図３は、本実施例における圧縮吸気量算出処理の流れの概略を示したフローチャートである。本フローチャートに示された処理は、プログラムをＥＣＵ９０が解釈及び実行することで行われ、所定時間毎に実行される。また、以下の各処理の処理単位及び処理順序は、本実施例に示されている処理単位、処理順序に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。また、本フローチャートに示された処理は、第一シリンダから第八シリンダまでのシリンダ毎に実行される処理である。
【００４６】
なお、本処理中に使用される吸気時容積Ｖ１及び圧縮時容積Ｖ２は、予めＲＡＭ又はＲＯＭに保存されている。但し、予め算出することとしたのは本実施例における一例であり、本処理が行われる度に吸気時容積Ｖ１及び圧縮時容積Ｖ２を算出することとしてもよい。
【００４７】
Ｓ１０１では、吸気温度Ｔ１が計測される。ＥＣＵ９０は、吸気温度センサ９４から出力された吸気温度の計測値の入力を受け付け、吸気温度Ｔ１としてＲＡＭに保存する。その後、処理はＳ１０２へ進む。
【００４８】
Ｓ１０２では、平均供給吸気量Ｍａが算出される。ＥＣＵ９０は、第一エアフローメータ９３ａ、第二エアフローメータ９３ｂより出力された計測値の入力を受け付け、吸気行程が各バンクに属するシリンダについて一巡する間の内燃機関１全体における供給吸気量Ｇａをシリンダ数（本実施例では８）で割った値を、平均供給吸気量ＭａとしてＲＡＭに保存する。平均供給吸気量Ｍａは第一シリンダから第八シリンダまでの全てのシリンダについて同一の値となる。その後、処理はＳ１０３へ進む。
【００４９】
Ｓ１０３では、吸気時内圧Ｐ１が計測される。ＥＣＵ９０は、内圧センサ９５から出力された内圧の計測値の入力を受け付け、このうち、ピストン２４が吸気行程の下死点にあるときに計測された計測値を、吸気時内圧Ｐ１として保存する。その後、処理はＳ１０４へ進む。
【００５０】
Ｓ１０４では、圧縮時内圧Ｐ２が計測される。ＥＣＵ９０は、内圧センサ９５から出力された内圧の計測値の入力を受け付け、このうち、ピストン２４が圧縮行程の上死点にあるときに計測された計測値を、圧縮時内圧Ｐ２としてＲＡＭに保存する。その後、処理はＳ１０５へ進む。
【００５１】
Ｓ１０５では、吸気時内圧Ｐ１下に置かれている、ピストン２４が吸気行程の下死点にあるときの燃焼室２７内の吸気を、前記吸気時容積Ｖ１から前記圧縮時容積Ｖ２まで断熱圧縮すると仮定した場合の仮定圧縮時内圧Ｐ２ｔが算出される。ＥＣＵ９０は、仮定圧縮時内圧Ｐ２ｔを、以下の式を用いて算出し、ＲＡＭに保存する。このとき、ｋは比熱比である。
Ｐ２ｔ・Ｖ２ｋ  ＝  Ｐ１・Ｖ１ｋ
即ち、ここで算出された仮定圧縮時内圧Ｐ２ｔは、吸気行程の下死点から圧縮行程の上死点までピストン２４が移動する過程で、吸気の漏出が発生しないと仮定した場合の圧力とみなされる。その後、処理はＳ１０６へ進む。
【００５２】
Ｓ１０６では、漏出吸気量Ｍｂが算出される。ＥＣＵ９０は、圧縮時内圧Ｐ２及び仮定
圧縮時内圧Ｐ２ｔを基に、実際に吸気行程の下死点から圧縮行程の上死点までピストン２４が移動する過程で漏出した吸気の量Ｍｂを、以下の式を用いて算出する。ここで、燃焼室２７内の吸気の温度として、Ｓ１０１で計測された吸気温度Ｔ１を使用する。Ｒは気体定数である。
Ｍｂ  ＝  （Ｐ２ｔ−Ｐ２）・Ｖ／（Ｒ・Ｔ１）
なお、ＥＣＵ９０は、ＲＡＭ又はＲＯＭ上に予め用意された以下の関係を示したマップを参照することで、漏出吸気量Ｍｂを算出してもよい。
Ｍｂ  ＝  ｆ（Ｐ２，Ｐ２ｔ）
算出された漏出吸気量ＭｂはＲＡＭに保存され、その後、処理はＳ１０７へ進む。
【００５３】
Ｓ１０７では、圧縮吸気量Ｍａｃが算出される。ＥＣＵ９０は、以下の式を用いて、圧縮時に燃焼室２７に残っている吸気の量である圧縮吸気量Ｍａｃを算出し、算出結果をＲＡＭに保存する。
Ｍａｃ  ＝  Ｍａ−Ｍｂ
その後、本フローチャートに示された処理は終了する。
【００５４】
図６は、本実施例におけるシリンダ群吸気量算出処理の流れの概略を示したフローチャートである。本フローチャートに示された処理は、プログラムをＥＣＵ９０が解釈及び実行することで行われ、上述した圧縮吸気量算出処理（図３を参照）が、第一シリンダから第八シリンダまでの全てのシリンダについて終了した後に実行される。また、以下の各処理の処理単位及び処理順序は、本実施例に示されている処理単位、処理順序に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
【００５５】
なお、本処理においては、前記圧縮吸気量算出処理で算出された第一シリンダから第八シリンダまでの各シリンダの圧縮吸気量Ｍａｃを、圧縮吸気量Ｍａｃ１から圧縮吸気量Ｍａｃ８として示す。
【００５６】
Ｓ４０１では、第一バンクのシリンダ群吸気量が算出される。ＥＣＵ９０は、先述の圧縮吸気量算出処理において算出された第一シリンダから第四シリンダまでのシリンダ２に係る圧縮吸気量Ｍａｃ１、Ｍａｃ２、Ｍａｃ３、Ｍａｃ４を合計し、第一バンクのシリンダ群吸気量ＭＬを算出する。その後、処理はＳ４０２へ進む。
【００５７】
Ｓ４０２では、第二バンクのシリンダ群吸気量が算出される。ＥＣＵ９０は、先述の圧縮吸気量算出処理において算出された第五シリンダから第八シリンダまでのシリンダ２に係る圧縮吸気量Ｍａｃ５、Ｍａｃ６、Ｍａｃ７、Ｍａｃ８を合計し、第二バンクのシリンダ群吸気量ＭＲを算出する。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。
【００５８】
本実施例に拠れば、各シリンダの吸気量に基づいて、第一バンク及び第二バンクの正確なシリンダ群吸気量を得ることが出来る。このため、バンク毎に正確なシリンダ群吸気量に基づいた吸気量等の調整を行うことが出来る。
【００５９】
本実施例においては、ＥＣＵ９０が、バンク毎のシリンダ群吸気量に基づいて、燃料噴射弁４、吸気弁３１の開閉特性、排気弁３３の開閉特性、第一可変容量型過給器１７ａ、第二可変容量型過給器１７ｂ、第一排気再循環装置５３ａ、第二排気再循環装置５３ｂ及び吸気絞り弁８の開度等を制御し、吸気量を調整することによって、空燃比が低くなることで発生するスモークを防止することが出来る。また、算出されたバンク毎のシリンダ群吸気量に基づいた制御で燃焼室内圧を調整することによって、バンク毎にかかる負荷を均等に出来る。
【００６０】
なお、本実施例では、内燃機関の構成として、吸気通路が各バンクの手前で合流してい
る構成（図１を参照）について説明したが、吸気系がバンク毎に独立した構成を持つ内燃機関（図７を参照）においても、吸気ポート３の形状や吸気弁３１の開閉特性のばらつきによって、実際にシリンダに吸入される吸気量に差が生じる場合があり、本発明を適用するメリットがある。この場合、算出された各バンクのシリンダ群吸気量の差に基づいて、各バンクに対応する燃料噴射弁４、吸気弁３１の開閉特性、排気弁３３の開閉特性、可変容量型過給器（図示は省略）、排気再循環装置（図示は省略）、第一吸気絞り弁８ａの開度及び第二吸気絞り弁８ｂの開度等を制御することで、バンク毎の吸気量を調整出来る。
【実施例２】
【００６１】
実施例１においては、圧縮吸気量Ｍａｃの算出に、第一エアフローメータ９３ａ、第二エアフローメータ９３ｂによって計測された内燃機関１全体についての計測値Ｇａをシリンダ数で割った平均供給吸気量Ｍａが使用される。これに加え、本実施例では、実施例１と同様の構成において、圧縮時内圧Ｐ２と漏出吸気量Ｍｂに基づいて、さらにシリンダ毎に計測された燃焼室内圧等が反映された個別供給吸気量Ｍを算出することで、より正確な圧縮吸気量Ｍａｃを算出することとしてもよい。
【００６２】
図４は、本実施例における圧縮吸気量算出処理の流れの概略を示したフローチャートである。本フローチャートに示された処理は、プログラムをＥＣＵ９０が解釈及び実行することで行われ、所定時間毎に実行される。また、以下の各処理の処理単位及び処理順序は、本実施例に示されている処理単位、処理順序に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。また、本フローチャートに示された処理は、第一シリンダから第八シリンダまでのシリンダ毎に実行される処理である。
【００６３】
Ｓ２０１からＳ２０６までの処理は、実施例１におけるＳ１０１からＳ１０６までの処理と同様である。その後、処理はＳ２０７へ進む。
【００６４】
Ｓ２０７では、圧縮行程における燃焼室２７からの吸気の漏出がなかったと仮定した場合の仮定吸気Ａｍｉｘが、前記圧縮時内圧Ｐ２下に置かれたと仮定した場合の仮定体積Ｖ２ｂが算出される。ＥＣＵ９０は、仮定体積Ｖ２ｂを、平均供給吸気量Ｍａ、漏出吸気量Ｍｂ及び圧縮時容積Ｖ２を基に、以下の式を用いて算出する。
Ｖ２ｂ  ＝  Ｖ２｛Ｍａ／（Ｍａ−Ｍｂ）｝
この式は、同一内圧下において吸気量を変更した場合の体積を、漏出が発生したときの吸気量（Ｍａ−Ｍｂ）と漏出が発生していないときの吸気量Ｍａに基づいて比例計算するものである。ＥＣＵ９０は算出された仮定体積Ｖ２ｂをＲＡＭに保存し、その後、処理はＳ２０８へ進む。
【００６５】
Ｓ２０８では、圧縮時内圧Ｐ２下に置かれた仮定吸気Ａｍｉｘを、仮定体積Ｖ２ｂから吸気時容積Ｖ１まで断熱膨張させたと仮定した場合の仮定吸気時内圧Ｐ１ｃが算出される。ＥＣＵ９０は、仮定吸気時内圧Ｐ１ｃを、以下の式を用いて算出する。ここで、ｋは比熱比である。
Ｐ１ｃ・Ｖ１ｋ  ＝  Ｐ２・Ｖ２ｂｋ
なお、本処理において、圧縮時内圧Ｐ２に基づいて算出することとしているのは、圧縮時内圧の方が内圧が高いため、吸気時内圧に比べて内圧センサ９５による計測誤差が小さいためである。ＥＣＵ９０は算出された仮定吸気時内圧Ｐ１ｃをＲＡＭに保存し、その後、処理はＳ２０９へ進む。
【００６６】
なお、本処理において、ＥＣＵ９０は、仮定吸気時内圧Ｐ１ｃを、以下の２ステップを用いて算出することとしてもよい。即ち、ＥＣＵ９０は、第一ステップとして、圧縮時内圧Ｐ２下に置かれた仮定吸気Ａｍｉｘを、仮定体積Ｖ２ｂから圧縮時容積Ｖ２まで断熱圧縮させたと仮定した場合の燃焼室内圧Ｐ２ｃを、以下の式を用いて算出する。
Ｐ２ｃ・Ｖ２ｋ  ＝  Ｐ２・Ｖ２ｂｋ
次にＥＣＵ９０は、第二ステップとして、この算出された燃焼室内圧Ｐ２ｃ下に置かれた仮定吸気Ａｍｉｘを、圧縮時容積Ｖ２から吸気時容積Ｖ１まで断熱膨張させたと仮定した場合の仮定吸気時内圧Ｐ１ｃを、以下の式を用いて算出する。
Ｐ１ｃ・Ｖ１ｋ  ＝  Ｐ２ｃ・Ｖ２ｋ
【００６７】
Ｓ２０９では、シリンダ毎に計測された燃焼室内圧等が反映されたシリンダ個別の供給吸気量である個別供給吸気量Ｍが算出される。ＥＣＵ９０は、以下の式を用いて、個別供給吸気量Ｍを算出する。ここで、燃焼室２７内の吸気の温度として、Ｓ２０１で計測された吸気温度Ｔ１を使用する。Ｒは気体定数である。
Ｍ  ＝  （Ｐ１ｃ・Ｖ１）／（Ｒ・Ｔ１）
ＥＣＵ９０は算出された個別供給吸気量ＭをＲＡＭに保存し、その後、処理はＳ２１０へ進む。
【００６８】
Ｓ２１０では、圧縮吸気量Ｍａｃが算出される。ＥＣＵ９０は、以下の式を用いて圧縮吸気量Ｍａｃを算出し、算出結果をＲＡＭに保存する。
Ｍａｃ  ＝  Ｍ−Ｍｂ
このＭａｃの値が、圧縮時に燃焼室２７にある吸気の量である。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。
【００６９】
ＥＣＵ９０は、上記圧縮吸気量算出処理（図４を参照）を、第一シリンダから第八シリンダまでの全てのシリンダについて実行する。その後ＥＣＵ９０は、シリンダ群吸気量算出処理（図６を参照）を実行し、シリンダ群吸気量を算出する。
【００７０】
本実施例に拠れば、シリンダ毎に算出される圧縮吸気量Ｍａｃの正確さが向上するため、結果としてバンクごとに算出されるシリンダ群吸気量の正確さが向上する。このため、吸気量等をより精密に調整することが出来る。
【実施例３】
【００７１】
実施例１又は実施例２と同様の構成において、さらに上下死点タイミング算出処理を行い、この算出された上死点タイミングを、燃焼室内圧を計測するタイミングに反映することによって、より正確なタイミングで計測した燃焼室内圧を得ることとしてもよい。
【００７２】
図５は、本実施例における上下死点タイミング算出処理の流れの概略を示したフローチャートであり、先述したＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ２０３及びＳ２０４における燃焼室内圧の計測処理（図３及び図４を参照）において燃焼室内圧を計測するための上死点タイミングを予め算出するための処理である。
【００７３】
本処理は、上死点のクランク角を、燃焼室内圧に基づいて決定する処理であるため、燃焼による内圧の変化を排除するために燃焼状態ではないときに計測することが好ましい。また、内燃機関が高回転であるときに計測したほうが、ブローバイガスや漏出吸気の影響が小さく、精度の高い計測結果が得られる。このことから、本実施例において、本フローチャートに示された処理は、ＥＣＵ９０が内燃機関１の減速状態を検出したときに実行される。また、本フローチャートに示された処理は、第一シリンダから第八シリンダまでのシリンダ毎に実行される処理である。
【００７４】
Ｓ３０１では、所定のクランク角について対応する燃焼室内圧が計測される。ＥＣＵ９０は、クランクポジションセンサ９１から出力された信号に基づいてクランク角を計測し、このクランク角に対応する燃焼室内圧を、内圧センサ９５から出力された信号に基づいて計測する。この処理は、所定のクランク角ごとに行われ、ＥＣＵ９０は、計測した複数
のクランク角及びこれに対応する燃焼室内圧をＲＡＭに記録する。その後、処理はＳ３０２へ進む。
【００７５】
Ｓ３０２では、Ｓ３０１で計測されたクランク角毎の燃焼室内圧のうち、内圧が最高となるときの最高内圧クランク角ＣＡａが算出される。ＥＣＵ９０は、最高内圧クランク角ＣＡａを抽出し、ＲＡＭに保存する。その後、処理はＳ３０３へ進む。
【００７６】
Ｓ３０３では、ピストンが圧縮行程の上死点にくるタイミングである上死点タイミングＤｔが算出される。ＥＣＵ９０は、最高内圧クランク角ＣＡａに基づいて、上死点タイミングＤｔを算出し、算出内容をＲＡＭに保存する。その後、処理はＳ３０４へ進む。
【００７７】
Ｓ３０４では、ピストンが吸気行程の下死点にくるタイミングである下死点タイミングＤｂが算出される。ＥＣＵ９０は、Ｓ３０３において算出された上死点タイミングＤｔに基づいて下死点タイミングＤｂを算出し、算出内容をＲＡＭに保存する。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。
【００７８】
上下死点タイミング算出処理が行われた後に実行される圧縮吸気量算出処理においては、圧縮時内圧Ｐ２の計測のタイミングは、算出された上死点タイミングＤｔに基づいて決定される（図３のＳ１０４又は図４のＳ２０４を参照）。算出された上死点タイミングＤｔに基づいて計測を行うことによって、ＥＣＵ９０は、正確にピストン２４が上死点にあるときの燃焼室内圧を計測することが出来る。
【００７９】
同様に、上下死点タイミング算出処理が行われた後に実行される圧縮吸気量算出処理においては、吸気時内圧Ｐ１の計測のタイミングは、算出された下死点タイミングＤｂに基づいて決定される（図３のＳ１０３又は図４のＳ２０３を参照）。算出された下死点タイミングＤｂに基づいて計測を行うことによって、ＥＣＵ９０は、正確にピストン２４が下死点にあるときの燃焼室内圧を計測することが出来る。
【００８０】
本実施例に拠れば、シリンダ毎に計測される圧縮時内圧Ｐ２及び吸気時内圧Ｐ１の精度が向上するため、結果としてバンクごとに算出されるシリンダ群吸気量の正確さが向上する。このため、吸気量等をより精密に調整することが出来る。
【００８１】
また、上下死点タイミング算出処理で算出した上死点タイミングＤｔ及び下死点タイミングＤｂは、燃焼室２７の内圧を計測するタイミングの補正以外にも、燃料噴射時期の補正等、各シリンダに係る制御時期の補正に利用出来る。燃料噴射時期の補正をシリンダ毎に行うことで、一部の漏出吸気量の多いシリンダに合わせて内燃機関１全体の性能を制限する必要がなくなり、性能を限界まで引き出したまま、ＮＯｘの排出量等を低減し、さらにスモーク発生の防止、燃費の向上等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の内燃機関およびその制御系統の概略構成を表す図である。
【図２】本発明の内燃機関の各シリンダの概略構成を表す図である。
【図３】実施例１における圧縮吸気量算出処理の流れの概略を示したフローチャートである。
【図４】実施例２における圧縮吸気量算出処理の流れの概略を示したフローチャートである。
【図５】実施例３における上下死点タイミング算出処理の流れの概略を示したフローチャートである。
【図６】実施例におけるシリンダ群吸気量算出処理の流れの概略を示したフローチャートである。
【図７】本発明の内燃機関およびその制御系統の概略構成を表す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１      内燃機関
２      シリンダ
３      吸気ポート
４      燃料噴射弁
８      吸気絞り弁
１７ａ  第一可変容量型過給器
１７ｂ  第二可変容量型過給器
３１    吸気弁
５３ａ  第一排気再循環装置
５３ｂ  第二排気再循環装置
９０    電子制御ユニット（ＥＣＵ）
９１    クランクポジションセンサ
９３ａ  第一エアフローメータ
９３ｂ  第二エアフローメータ
９４    吸気温度センサ
９５    内圧センサ
【図１】
2007321606.tif 000003
【図２】
2007321606.tif 000004
【図３】
2007321606.tif 000005
【図４】
2007321606.tif 000006
【図５】
2007321606.tif 000007
【図６】
2007321606.tif 000008
【図７】
2007321606.tif 000009