JP3945509B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。

複数の気筒を備え、スロットル弁から吸気弁までの吸気管内にスロットル弁を介し空気がスロットル弁通過空気量だけ流入し、吸気行程が行われると吸気管からそれぞれの吸気弁を介し空気が筒内充填空気量だけ流出して各気筒内に充填される内燃機関において、吸気管についての質量保存則と、吸気管内の空気についての状態方程式とから得られる数式を用いて各気筒の筒内充填空気量を算出するようにした内燃機関が公知である（特許文献１参照）。

特開２００２−７０６３３号公報 特開２００１−２３４７９８号公報

この数式を用いて筒内充填空気量を算出するためには、例えば吸気管内の空気の温度及び吸気管の容積を求めなければならない。しかしながら、空気温度を求めるためには例えば温度センサが必要になるばかりか、応答遅れのことを考えると温度センサを用いても空気温度を正確に求めるのは困難である。また、吸気管には製造誤差があるので、吸気管の容積を例えば設計値に等しいものと考えることはできない。吸気管の容積を一つずつ測定するのはとても現実的でない。

そこで本発明は、筒内充填空気量を簡単にかつ正確に算出することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために１番目の発明によれば、複数の気筒を備え、スロットル弁から吸気弁までの吸気通路部分内にスロットル弁を介し空気がスロットル弁通過空気量だけ流入し、吸気行程が行われると該吸気通路部分からそれぞれの吸気弁を介し空気が筒内充填空気量だけ流出して各気筒内に充填される内燃機関において、筒内充填空気量を第１空気量と第２空気量とに分割し、該第１空気量は、吸気行程が行われることにより生ずるスロットル弁通過空気量に対する筒内充填空気量の超過分であり、吸気行程が行われることにより生ずる吸気圧の低下量である吸気圧低下量を気筒毎に検出する吸気圧低下量検出手段と、それぞれの吸気圧低下量に基づいて各気筒の第１空気量を算出する第１空気量算出手段と、スロットル弁通過空気量を検出するスロットル弁通過空気量検出手段と、スロットル弁通過空気量に基づいて各気筒の第２空気量を算出する第２空気量算出手段と、それぞれの第１空気量と第２空気量とを合計することにより各気筒の筒内充填空気量を算出する筒内充填空気量算出手段と、各気筒の筒内充填空気量に基づいて機関制御を行う制御手段と、を具備し、該第１空気量算出手段は、筒内充填空気量を算出すべき少なくとも二つの気筒の吸気行程が含まれるように設定クランク角範囲を設定し、該設定クランク角範囲内で吸気行程が行われた気筒の吸気圧低下量の合計値を算出し、それぞれの吸気圧低下量と該吸気圧低下量合計値とに基づいて第１空気量を算出する、制御装置が提供される。

また、２番目の発明によれば１番目の発明において、吸気行程末期に筒内から吸気通路部分への空気の逆流が生ずるときには前記第２空気量算出手段による第２空気量の算出作用を禁止している。

筒内充填空気量を簡単にかつ正確に算出することができる。

図１は本発明を４ストローク火花点火式内燃機関に適用した場合を示している。しかしながら、本発明を圧縮着火式内燃機関に適用することもできる。

図１を参照すると、１は例えば８つの気筒を備えた機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は吸気弁、７は吸気ポート、８は排気弁、９は排気ポート、１０は点火栓をそれぞれ示す。吸気ポート７は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介してエアクリーナ１４に連結される。各吸気枝管１１内には燃料噴射弁１５が配置され、吸気ダクト１４内にはステップモータ１６により駆動されるスロットル弁１７が配置される。なお、本明細書では、スロットル弁１７下流の吸気ダクト１４、サージタンク１３、吸気枝管１２、及び吸気ポート７からなる吸気通路部分を吸気管ＩＭと称している。

一方、排気ポート１１は排気マニホルド１８及び排気管１９を介して触媒コンバータ２０に連結され、この触媒コンバータ２０は図示しないマフラを介して大気に連通される。なお、図１に示される内燃機関の吸気行程順序は＃１−＃８−＃４−＃３−＃６−＃５−＃７−＃２である。

各気筒の吸気弁６は吸気弁駆動装置２１により開閉弁駆動される。この吸気弁駆動装置２１はカムシャフトと、クランク角に対するカムシャフトの回転角を進角側と遅角側との間で選択的に切り換えるための切換機構とを具備する。カムシャフトの回転角が進角側にされると図２にＡＤで示されるように吸気弁６の開弁時期ＶＯ及び閉弁時期ＶＣが進角され、従って開弁時期が進角される。これに対し、カムシャフトの回転角が遅角側にされると図２にＲＴで示されるように吸気弁６の開弁時期ＶＯ及び閉弁時期ＶＣが遅角され、従って開弁時期が遅角される。この場合、吸気弁６のリフト量及び作用角（開弁期間）が維持されつつ開弁時期（位相）が変更される。図１に示される内燃機関ではカムシャフトの回転角は機関運転状態に応じて進角側又は遅角側に切り換えられる。なお、吸気弁６の開弁時期が連続的に変更される場合や、リフト量又は作用角が変更される場合にも、本発明を適用できる。

電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備する。スロットル弁１７上流の吸気ダクト１３には機関吸気通路内を流通する吸入空気流量を検出するためのエアフローメータ３９が取り付けられる。また、サージタンク１２には吸気管ＩＭ内の圧力である吸気圧Ｐｍ（ｋＰａ）を例えば１０ｍｓｅｃ間隔で逐次検出するための圧力センサ４０とが取り付けられる。更に、アクセルペダル４２にはアクセルペダル４２の踏み込み量ＡＣＣを検出するための負荷センサ４３が接続される。これらセンサ３９，４０，４３の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４４が接続される。ＣＰＵ３４ではクランク角センサ４４の出力パルスに基づいて機関回転数ＮＥが算出される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して点火栓１０、燃料噴射弁１５、ステップモータ１６、及び吸気弁駆動装置２１にそれぞれ接続され、これらは電子制御ユニット３０からの出力信号に基づいて制御される。

ｉ番気筒（ｉ＝１，２，…，８）の燃料噴射時間ＴＡＵｉは例えば次式（１）に基づいて算出される。

ＴＡＵｉ＝ＴＡＵｂ・ｋＤｉ・ｋｋ （１）
ここでＴＡＵｂは基本燃料噴射時間、ｋＤｉはｉ番気筒の空気量バラツキ補正係数、ｋｋはその他の補正係数をそれぞれ表している。

基本燃料噴射時間ＴＡＵｂは空燃比を目標空燃比に一致させるために必要な燃料噴射時間である。この基本燃料噴射時間ＴＡＵｂは機関運転状態例えばアクセルペダル４２の踏み込み量ＡＣＣ及び機関回転数ＮＥの関数として予め求められてマップの形でＲＯＭ３２内に記憶されている。また、補正係数ｋｋは空燃比補正係数、加速増量補正係数などをひとまとめにして表したものであり、補正する必要がないときには１．０とされる。

ｉ番気筒において吸気行程完了時に筒内に充填されている空気の量を筒内充填空気量Ｍｃｉ（ｇ）と称すると、空気量バラツキ補正係数ｋＤｉは筒内充填空気量Ｍｃｉの気筒間バラツキを補償するためのものである。ｉ番気筒の空気量バラツキ補正係数ｋＤｉは例えば次式（２）に基づいて算出される。

ｋＤｉ＝Ｍｃｉ／Ｍｃｉａｖｅ （２）
ここで、Ｍｃｉａｖは筒内充填空気量Ｍｃｉの平均値（＝ΣＭｃｉ／８、ここで「８」は気筒数を表している）を表している。

例えば吸気管ＩＭの内周面や吸気弁６の外周面上に主として炭素からなるデポジットが形成されると、デポジットの付着量は気筒毎に異なるので、筒内充填空気量Ｍｃｉに気筒間バラツキが生じるおそれがある。筒内充填空気量Ｍｃｉに気筒間バラツキが生ずると、出力トルクに気筒間バラツキが生ずることになる。

そこで本発明による実施例では、空気量バラツキ補正係数ｋＤｉを導入し、筒内充填空気量の気筒間バラツキを補償するようにしている。

或いは、ｉ番気筒の燃料噴射時間ＴＡＵｉを次式（３）に基づいて算出することもできる。

ＴＡＵｉ＝Ｍｃｉ・ｋＡＦ・ｋｋ （３）
ここで、ｋＡＦは空燃比を目標空燃比に一致させるための補正係数である。

なお、燃料噴射が実際に行われるタイミングが燃料噴射時間ＴＡＵの算出タイミングよりも或る時間だけ先であることを考慮し、式（３）における筒内充填空気量Ｍｃｉを、燃料噴射時間ＴＡＵの算出タイミングよりも或る時間だけ先の予測値とすることもできる。

燃料噴射時間ＴＡＵを式（１）に基づいて算出する場合も式（３）に基づいて算出する場合も、筒内充填空気量Ｍｃｉを正確に求める必要がある。

本発明による実施例では、ｉ番気筒の吸気行程が行われることにより生ずる吸気圧Ｐｍの低下量である吸気圧低下量ΔＰｍｄｉに基づいて筒内充填空気量Ｍｃｉが算出される。次に、図３から図５を参照しながらまず吸気圧低下量ΔＰｍｄｉについて説明する。

図３は、圧力センサ４０により例えば一定時間間隔で７２０°クランク角にわたって検出された吸気圧Ｐｍを示している。図３において、ＯＰｉ（ｉ＝１，２，…，８）はｉ番気筒の吸気弁開弁期間を表しており、０°クランク角は１番気筒＃１の吸気上死点を表している。図３からわかるように、ある気筒の吸気行程が開始されると、上昇していた吸気圧Ｐｍが低下し始め、斯くして吸気圧Ｐｍに上向きのピークが生ずる。吸気圧Ｐｍは更に低下した後に再び上昇し、斯くして吸気圧Ｐｍに下向きのピークが生ずる。このように、吸気圧Ｐｍには上向きのピークと下向きのピークとが交互に生ずることになる。図３には、ｉ番気筒の吸気行程が行われることにより吸気圧Ｐｍに生ずる上向きのピークがＵＰｉでもって、下向きのピークがＤＮｉでもって、それぞれ示されている。

図４に示されるように、上向きのピークＵＰｉにおける吸気圧Ｐｍを最大値ＰｍＭｉ、下向きのピークＤＮｉにおける吸気圧Ｐｍを最小値Ｐｍｍｉと称すると、ｉ番気筒の吸気行程が行われることにより吸気圧Ｐｍが最大値ＰｍＭｉから最小値Ｐｍｍｉまで低下する。従って、この場合の吸気圧低下量ΔＰｍｄｉは次式（４）で表される。

ΔＰｍｄｉ＝ＰｍＭｉ−Ｐｍｍｉ （４）
一方、図４に示されるように、吸気弁６が開弁すると、吸気管ＩＭから流出して筒内ＣＹＬに吸入される空気の流量である筒内吸入空気流量ｍｃｉ（ｇ／ｓｅｃ、図５参照）が増大し始める。次いで、筒内吸入空気流量ｍｃｉが、スロットル弁１７を通過して吸気管ＩＭ内に流入する空気の流量であるスロットル弁通過空気流量ｍｔ（ｇ／ｓｅｃ、図５参照）よりも大きくなると、吸気圧Ｐｍが低下し始める。次いで、筒内吸入空気流量ｍｃｉが低下してスロットル弁通過空気流量ｍｔよりも小さくなると、吸気圧Ｐｍが増大し始める。

即ち、吸気管ＩＭ内にスロットル弁１７を介し空気がスロットル弁通過空気流量ｍｔだけ流入し、吸気行程が行われると吸気管ＩＭから各吸気弁６を介し空気が筒内吸入空気流量ｍｃｉだけ流出することを考えると、流出分である筒内吸入空気流量ｍｃｉが流入分であるスロットル弁通過空気流量ｍｔを一時的に超過し、このため吸気管ＩＭ内の圧力である吸気圧Ｐｍが吸気圧低下量ΔＰｍｄｉだけ低下する。

さて、筒内充填空気量Ｍｃｉは筒内吸入空気流量ｍｃｉを時間積分したものである。従って、筒内充填空気量Ｍｃｉ又は空気量バラツキ補正係数ｋＤｉに対する吸気弁開弁期間ＯＰｉ（図３参照）の重複の影響を無視できるとすると、筒内充填空気量Ｍｃｉは次式（５）のように表すことができる。

ここで、ｔＭｉは吸気圧Ｐｍに上向きのピークが発生する時刻である上向きピーク発生時刻を、ｔｍｉは吸気圧Ｐｍに下向きのピークが発生する時刻である下向きピーク発生時刻を、Δｔｄｉは上向きピーク発生時刻ｔＭｉから下向きピーク発生時刻ｔｍｉまでの時間間隔（ｓｅｃ）を、Δｔｏｐは吸気弁開弁時間（ｓｅｃ）を、それぞれ表している（図４参照）。

式（５）において、右辺第１項は図４にＴ１で示される部分、即ち筒内吸入空気流量ｍｃｉとスロットル弁通過空気流量ｍｔとで囲まれた部分の面積を表したものであり、右辺第２項は図４にＴ２で示される部分、即ち筒内吸入空気流量ｍｃｉとスロットル弁通過空気流量ｍｔと直線ｍｃｉ＝０とで囲まれた部分の面積を台形で近似して表したものである。

上述したように、吸気行程が行われることにより筒内吸入空気流量ｍｃｉがスロットル弁通過空気流量ｍｔを一時的に超過する。従って、筒内吸入空気流量ｍｃｉを時間積分して得られる筒内充填空気量Ｍｃｉがスロットル弁通過空気流量ｍｔの時間積分値を超過する。部分Ｔ１はこのように、吸気行程が行われることにより生ずるスロットル弁通過空気流量ｍｔの積分値に対する筒内充填空気量Ｍｃｉの超過分を表している。

従って、一般化して言うと、筒内充填空気量を部分Ｔ１の面積で表される第１空気量と部分Ｔ２の面積で表される第２空気量とに分割し、第１空気量は、吸気行程が行われることにより生ずるスロットル弁通過空気量に対する筒内充填空気量の超過分であり、それぞれの第１空気量と第２空気量とを合計することにより各気筒の筒内充填空気量を算出しているということになる。

一方、吸気管ＩＭについての質量保存則は、吸気管ＩＭ内の空気についての状態方程式を用いて次式（６）により表される。

ここで、Ｖｍは吸気管ＩＭの容積（ｍ³）を、Ｒａは空気１モル当たりの気体定数を、Ｔｍは吸気管ＩＭ内の空気の温度（Ｋ）を、それぞれ表している（図５参照）。

時刻ｔＭｉから時刻ｔｍｉまでの間に吸気圧Ｐｍが吸気圧低下量ΔＰｍｄｉだけ低下する。従って、Ｖｍ／（Ｒａ・Ｔｍ）をパラメータＫｍでひとまとめにして表し、スロットル弁通過空気流量ｍｔをその平均値ｍｔａｖｅで表すと、式（５）は式（６）を用いて次式（７）のように書き直すことができる。

そうすると、吸気圧Ｐｍを圧力センサ３９により検出して吸気圧低下量ΔＰｍｄｉを算出し、上述したパラメータＫｍを求め、スロットル弁通過空気流量ｍｔをエアフローメータ３９により検出してその平均値ｍｔａｖｅを算出し、時刻ｔＭｉ，ｔｍｉを吸気圧Ｐｍ及びスロットル弁通過空気流量平均値ｍｔａｖｅから検出して時間間隔Δｔｄｉ（＝ｔｍｉ−ｔＭｉ）を算出すれば、式（７）を用いて筒内充填空気量Ｍｃｉを算出できることになる。なお、吸気弁開弁時間Δｔｏｐは予めＲＯＭ３２内に記憶されている。

しかしながら、冒頭で述べたように吸気管容積Ｖｍ及び吸気管温度Ｔｍを正確に求めるのは困難である。そこで本発明による実施例では、吸気管容積Ｖｍ及び吸気管温度Ｔｍを求めることなくパラメータＫｍを求めるようにしている。次に、図６を参照しながら本発明による実施例のパラメータＫｍの算出方法を説明する。

本発明による実施例では、筒内充填空気量Ｍｃｉを算出すべき少なくとも二つの気筒の吸気行程が含まれるように設定された設定クランク角範囲内において吸気管ＩＭ内に流入する空気量と吸気管ＩＭから流出する空気量とに注目している。

図６は、すべての気筒の吸気行程が含まれる例えば１番気筒の吸気上死点から次の１番気筒の吸気上死点までの７２０°クランク角範囲が設定クランク角範囲に設定された場合を示している。

この７２０°クランク角範囲内に吸気管ＩＭ内に流入した空気の総量は図６（Ａ）にハッチングで示される部分の面積であって、この７２０°クランク角範囲におけるスロットル弁通過空気流量平均値ｍｔａｖｅと、クランクシャフトが７２０°クランク角だけ回転するのに要した所要時間ｔ₇₂₀との積で表される（ｍｔａｖｅ・ｔ₇₂₀）。一方、この７２０°クランク角範囲内に吸気管ＩＭから流出して気筒内に充填された空気の総量は図６（Ｂ）にハッチングで示される部分の面積であって、筒内充填空気量Ｍｃｉの合計ΣＭｃｉで表される。

７２０°クランク角範囲の始点と終点とで吸気圧Ｐｍがほとんど変化していなければ、この７２０°クランク角の間に吸気管ＩＭ内に流入した空気の総量と、吸気管ＩＭから流出して各気筒内に充填された空気の総量とは、互いにほぼ等しいはずである。従って、この場合には次式（８）が成立する。

式（８）の右辺に式（７）を代入して整理すると、パラメータＫｍは次式（９）のように表すことができる。

即ち、エアフローメータ３９により検出されたスロットル弁通過空気流量ｍｔからスロットル弁通過空気流量平均値ｍｔａｖｅを算出し、クランク角センサ４４の出力から所要時間ｔ₇₂₀を算出し、時間間隔Δｔｄｉ（図４参照）の合計値ΣΔｔｄｉ又は時間間隔Δｔｄｉと吸気弁開弁時間Δｔｏｐ（図４参照）との和の合計値Σ（Δｔｄｉ＋Δｔｏｐ）を算出し、吸気圧低下量ΔＰｍｄｉの合計値ΣΔＰｍｄｉを算出すれば、パラメータＫｍを算出することができる。このようにすると、吸気管容積Ｖｍ及び吸気管温度Ｔｍを求めることなくパラメータＫｍを簡単に求めることができ、従って筒内充填空気量Ｍｃｉを簡単にかつ正確に求めることができる。

図７に示されるように、例えば４つの気筒の吸気行程が含まれる３６０°クランク角範囲を設定クランク角範囲に設定することもできる。図７に示される例では、１番気筒の吸気上死点から６番気筒の吸気上死点までの第１の３６０°クランク角範囲と、６番気筒の吸気上死点から次の１番気筒の吸気上死点までの第２の３６０°クランク角範囲とが設定される。

第１の３６０°クランク角範囲については、第１の３６０°クランク角範囲におけるスロットル弁通過空気流量平均値ｍｔａｖｅと、クランクシャフトが第１の３６０°クランク角範囲だけ回転するのに要した所要時間ｔ₃₆₀と、第１の３６０°クランク角範囲内で吸気行程が行われる気筒の筒内充填空気量Ｍｃｊの合計ΣＭｃｊ（ｊ＝１，２，３，４）とから、次式（１０）が成立する。ここで、ｊは吸気行程順序を表している。同様に、第２の３６０°クランク角範囲については、第２の３６０°クランク角範囲におけるスロットル弁通過空気流量平均値ｍｔａｖｅ’と、クランクシャフトが第２の３６０°クランク角範囲だけ回転するのに要した所要時間ｔ’₃₆₀と、第２の３６０°クランク角範囲内で吸気行程が行われる気筒の筒内充填空気量Ｍｃｊの合計ΣＭｃｊ（ｊ＝５，６，７，８）とから、次式（１１）が成立する。

従って、第１のクランク角範囲についてのパラメータＫｍは次式（１２）のように表すことができ、第２のクランク角範囲についてのパラメータＫｍは次式（１３）のように表すことができる。

この場合、第１のクランク角範囲内で吸気行程が行われる気筒の筒内充填空気量Ｍｃｊ（ｊ＝１，２，３，４）は次式（１２）により算出されたパラメータＫｍを用いて式（７）により算出され、第２のクランク角範囲内で吸気行程が行われる気筒の筒内充填空気量Ｍｃｊ（ｊ＝５，６，７，８）は次式（１３）により算出されたパラメータＫｍを用いて式（７）により算出される。

従って、一般化して言うと、筒内充填空気量を算出すべき少なくとも二つの気筒の吸気行程が含まれるように設定クランク角範囲を設定し、この設定クランク角範囲内で吸気行程が行われた気筒の吸気圧低下量ΔＰｍｄｉの合計値ΣΔＰｍｄｉを算出し、それぞれの吸気圧低下量ΔＰｍｄｉと吸気圧低下量合計値ΣΔＰｍｄｉとに基づいて上述の第１空気量を算出しているということになる。或いは、それぞれの吸気圧低下量ΔＰｍｄｉ、吸気圧低下量合計値ΣΔＰｍｄｉ、スロットル弁通過空気流量ｍｔもしくはその平均値ｍｔａｖｅ、クランクシャフトが設定クランク角範囲だけ回転するのに要する所要時間、吸気圧Ｐｍに上向きピークＵＰｉ（図４参照）が発生してから下向きピークＤＮｉが発生するまでの時間間隔Δｔｄｉもしくはその合計値ΣΔｔｄｉ、又は吸気弁開弁時間Δｔｏｐもしくはその合計値ΣΔｔｏｐに基づいて第１空気量を算出しているという見方もできる。

ところで、例えば吸気弁開弁期間が遅角側ＲＴ（図２参照）に設定されると、吸気弁閉弁時期ＶＣが吸気下死点以降になる。この場合、ピストンが上昇を開始しても吸気弁６が開弁状態に保持されているので、筒内に吸入された空気が吸気管ＩＭ内に逆流するおそれがある。このような逆流が生ずると、図８にＸでもって示されるように筒内吸入空気流量ｍｃｉが一時的に負値になり、部分Ｔ２を台形で近似することはもはやできない。即ち、吸気行程末期に筒内から吸気管ＩＭへの空気の逆流が生ずるときには、筒内充填空気量Ｍｃｉを式（７）から正確に算出することはできない。

そこで本発明による実施例では、吸気弁開弁期間が遅角側ＲＴに設定されたときには、式（７）による筒内充填空気量Ｍｃｉの算出作用を禁止している。この場合、筒内充填空気量Ｍｃｉの更新が行われず、空気量バラツキ補正係数ｋＤｉは先の計算サイクルで算出された筒内充填空気量Ｍｃｉから算出される。

図９は本発明による実施例のｉ番気筒の燃料噴射時間ＴＡＵｉの算出ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。

図９を参照すると、ステップ１００では基本燃料噴射時間ＴＡＵｂが算出される。続くステップ１０１では筒内充填空気量Ｍｃｉの算出ルーチンが実行される。このルーチンは図１０に示されている。続くステップ１０２では式（２）を用いてｉ番気筒の空気量バラツキ補正係数ｋＤｉが算出される（ｉ＝１，２，…，８）。続くステップ１０３では補正係数ｋｋが算出される。続くステップ１０４では式（１）を用いて燃料噴射時間ＴＡＵｉが算出される。ｉ番気筒の燃料噴射弁１５では燃料噴射時間ＴＡＵｉだけ燃料が噴射される。

図１０は本発明による実施例のｉ番気筒の筒内充填空気量Ｍｃｉの算出ルーチンを示している。

図１０を参照すると、ステップ１１０では吸気弁６の開弁時期が進角側ＡＤ（図２参照）に設定されているか否かが判別される。吸気弁６の開弁時期が進角側ＡＤに設定されているときには次いでステップ１１１に進み、スロットル弁通過空気流量平均値ｍｔａｖｅが算出される。続くステップ１１２では所要時間ｔ₇₂₀が算出される。続くステップ１１３ではｉ番気筒についての上向きピーク発生時刻ｔＭｉ及び下向きピーク発生時刻ｔｍｉが検出される（ｉ＝１，２，…，８）。続くステップ１１４ではｉ番気筒の時間間隔Δｔｄｉが算出される（Δｔｄｉ＝ｔｍｉ−ｔＭｉ）。続くステップ１１５ではΣ（Δｔｄｉ＋Δｔｏｐ）が算出される。続くステップ１１６ではｉ番気筒についての最大値ＰｍＭｉ及び最小値Ｐｍｍｉが検出される。続くステップ１１７では式（４）を用いてｉ番気筒の吸気圧低下量ΔＰｍｄｉが算出される。続くステップ１１８では吸気圧低下量合計値ΣΔＰｍｄｉが算出される。続くステップ１１９では式（９）を用いてパラメータＫｍが算出される。続くステップ１２０では式（７）を用いてｉ番気筒の筒内充填空気量Ｍｃｉが算出される。これに対し、ステップ１１０において吸気弁６の開弁時期が遅角側ＲＴに設定されているときには処理サイクルを終了する。従って、筒内充填空気量Ｍｃｉの算出が禁止される。

これまで述べてきた実施例では、図４に示される部分Ｔ２を、上辺及び下辺がそれぞれΔｔｄｉ及びΔｔｏｐである台形に近似している。しかしながら、部分Ｔ２を一辺が例えばΔｔｄｉの長方形に近似することもできる。この場合、上述した式（７）及び（９）はそれぞれ次式（１４）及び（１５）のようになる。

内燃機関の全体図である。 吸気弁開弁時期を示す図である。 吸気弁Ｐｍの検出結果を示す図である。 吸気圧低下量ΔＰｍｄｉを説明するためのタイムチャートである。 筒内充填空気量Ｍｃｉの算出方法を説明するための図である。 パラメータＫｍの算出方法を説明するためのタイムチャートである。 パラメータＫｍの算出方法の別の例を説明するためのタイムチャートである。 吸気弁開弁時期が遅角側に設定されたときの筒内吸入空気流量ｍｃｉを説明するためのタイムチャートである。 燃料噴射時間ＴＡＵｉの算出ルーチンを示すフローチャートである。 筒内充填空気量Ｍｃｉの算出ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 機関本体
６ 吸気弁
１７ スロットル弁
４０ 圧力センサ
ＩＭ 吸気管

Claims (2)

1. 複数の気筒を備え、スロットル弁から吸気弁までの吸気通路部分内にスロットル弁を介し空気がスロットル弁通過空気量だけ流入し、吸気行程が行われると該吸気通路部分からそれぞれの吸気弁を介し空気が筒内充填空気量だけ流出して各気筒内に充填される内燃機関において、筒内充填空気量を第１空気量と第２空気量とに分割し、該第１空気量は、吸気行程が行われることにより生ずるスロットル弁通過空気量に対する筒内充填空気量の超過分であり、吸気行程が行われることにより生ずる吸気圧の低下量である吸気圧低下量を気筒毎に検出する吸気圧低下量検出手段と、それぞれの吸気圧低下量に基づいて各気筒の第１空気量を算出する第１空気量算出手段と、スロットル弁通過空気量を検出するスロットル弁通過空気量検出手段と、スロットル弁通過空気量に基づいて各気筒の第２空気量を算出する第２空気量算出手段と、それぞれの第１空気量と第２空気量とを合計することにより各気筒の筒内充填空気量を算出する筒内充填空気量算出手段と、各気筒の筒内充填空気量に基づいて機関制御を行う制御手段と、を具備し、該第１空気量算出手段は、筒内充填空気量を算出すべき少なくとも二つの気筒の吸気行程が含まれるように設定クランク角範囲を設定し、該設定クランク角範囲内で吸気行程が行われた気筒の吸気圧低下量の合計値を算出し、それぞれの吸気圧低下量と該吸気圧低下量合計値とに基づいて第１空気量を算出する、制御装置。
2. 吸気行程末期に筒内から吸気通路部分への空気の逆流が生ずるときには前記第２空気量算出手段による第２空気量の算出作用を禁止する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。

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