JP4181319B2 - シリンダの充填を制御する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変のバルブ制御を行う内燃機関における複数のシリンダのガス充填を制御する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
慣用の内燃機関は、所定の行程曲線をもつエンジンバルブを制御するために１つまたは複数のカムシャフトを有している。カムシャフトの設計により、エンジンバルブにおけるバルブ調整器の行程曲線が決定される。とはいえ、決定された行程曲線によってどのような動作状態においても内燃機関の最適な動作が生じるというわけではなく、その理由は一般には様々な内燃機関動作状態のために種々の行程曲線が必要とされるからである。
【０００３】
行程曲線が固定されていることに起因して、カム操作されるバルブを備えた慣用の内燃機関におけるガス交換制御すなわちシリンダへのガスの充填ならびにガスの排出の制御は、制約されたかたちでしか実現できず、あらゆる動作状態に合わせて最適化することはできない。ガス充填とは、空気およびそれに付加された燃料さらには動作状態や内燃機関の形式に応じてフィードバックされた燃焼排気ガスをシリンダ燃焼室へ充填することである。
【０００４】
カムのない内燃機関におけるガス交換（これをチャージ交換とも称する）の制御は、これとは基本的に異なるものである。電気液圧式にカムなしでバルブが駆動される内燃機関の場合、エンジンバルブ過程はフレキシブルである。吸気バルブおよび排気バルブの開放時点および／または閉鎖時点の変更により、各シリンダ内の吸入空気および残留ガスの量を制御することができる。電気液圧式にカムなしでバルブを駆動することによりフレキシビリティが高まる一方、機械的なカムシャフトを用いた装置構成では現れない欠点が生じる。
【０００５】
可変のバルブ制御を行うシステムの場合、バルブ調整器の行程曲線は調整器ごとに所定の公差ないしは許容差をもっている。行程曲線のこのような隔たりの原因は、バルブ調整器における機械的、液圧的、磁気的または電気的なコンポーネントの許容差にある。さらに行程曲線は消耗程度がそれぞれ違うことによっても異なるかたちで変化する。
【０００６】
けれども行程曲線が異なることで個々のシリンダ間の充填度が異なってしまう。その結果、内燃機関の円滑な動作が劣化するし騒音も大きくなり、燃料消費も増えるし、さらには内燃機関の可動部材の負荷も増大し、そのことで摩耗がいっそう激しくなってしまう。
【０００７】
DE 195 11 320 C2 には、電気液圧式バルブ調整器における電磁バルブを制御するためにシリンダ固有に補正値を形成することが提案されている。新しいガスと残留ガスの充填が、シリンダ固有に測定された新しい空気とシリンダ固有に測定された燃焼室圧力と温度とから求められ、まえもって定められた目標値と比較される。したがって補正値を適切に求めることにより、それぞれ異なる行程曲線を補償することができる。
【０００８】
DE 195 11 320 C2 にはこれらの量の測定のために、吸気流中にただ１つの空気質量流センサを用いることおよび／または排気ガス流中にただ１つの酸素センサを用いることが提案されており、これは時間分解能ベースで動作する。この場合、捕捉された空気量によって、特定のピストン基準位置および温度でシリンダ固有に測定された燃焼室圧力も計算に入れることで、残留ガス成分を求めることができる。
【０００９】
しかしながら DE 195 11 320 C2 に開示されている装置の場合、上述の測定量をシリンダ個別に求める必要がある。つまりシリンダごとに少なくとも１つの燃焼室圧力センサを設置しなければならない。これは非常に煩雑であり、なぜかといえば圧力センサをシリンダ燃焼室の入口に配置しなければならないからである。
【００１０】
DE 42 36 008 A1 には、可変のバルブ制御を行うシステム用のシリンダ個別のラムダ制御について開示されている。この場合、ラムダゾンデが間接的に充填センサとして使用され、その際には噴射量を用いることでシリンダの外気充填量が逆算される。しかしながらこの装置では外気充填量について不正確な計算値が生じてしまう。その理由は、計算にあたっては高速な計算が必要とされることから、たとえば内燃機関の温度や内燃機関の負荷状態、燃焼室圧力さらには周囲温度などのような多くの影響要因を十分には考慮できないからである。しかもこの装置は、そもそも外気充填量についての利用可能な結果を計算できるようにするために、許容差のごく僅かな噴射バルブを前提条件としている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は、可変のバルブ制御の行われる内燃機関で複数のシリンダへのガス充填を制御するための方法ならびに装置において、簡単かつ精確であるように構成することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの課題は、サンプリングレートにより充填量センサの測定信号をサンプリングすることにより、該測定信号のサンプリング値を求めるステップと、複数のシリンダのうち第１のシリンダに対する第１の測定インターバルを決定するステップと、該第１のシリンダに対する第１の測定インターバル内のサンプリング値を累算して第１のサンプリング値合計を求めるステップと、該第１の測定インターバル内におけるサンプリング値の個数を計数して第１の計数値を求めるステップと、前記第１のサンプリング値と前記第１の計数値との商の形成により第１のシリンダに充填された第１の空気量を求めるステップ、を有しており、内燃機関のクランク角に対し相対的な前記第１の測定インターバルの開始と終了が可変であり、前記開始と終了をエンジン特性量に依存して求め、該エンジン特性量は内燃機関の回転数、吸気管圧力またはバルブタイミングであることにより解決される。
【００１３】
さらに上記の課題は、サンプリングレートで充填量センサの測定信号をサンプリングすることにより該測定信号のサンプリング値を求めるサンプリング装置と、複数のシリンダのうち第１のシリンダのために第１の測定インターバルを決定する第１の決定装置と、該第１のシリンダのための第１の測定インターバル内におけるサンプリング値を累算して第１のサンプリング値合計を求める第１の累算器と、前記第１の測定インターバル内におけるサンプリング値の個数を計数して第１の計数値を求める第１のカウンタと、前記第１のサンプリング値合計と前記第１の計数値の商を形成することにより第１のシリンダに充填された第１の空気量を求める第１の除算器が設けられており、前記第１の決定装置は、内燃機関のクランク角に対し相対的な前記第１の測定インターバルの開始と終了をエンジン特性量に依存して可変に決定し、該エンジン特性量は内燃機関の回転数、吸気管圧力またはバルブタイミングであることにより解決される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
可変のバルブ制御を行う内燃機関において複数のシリンダのガス充填を制御する方法によれば、所定のサンプリングレートで測定信号をサンプリングすることにより充填量センサにおける測定信号の複数のサンプリング値が決定される。ついで、第１のシリンダのための第１の測定インターバル内にあるサンプリング値が累算される。その合計を第１のサンプリング値合計と称する。さらに、第１の測定インターバル内にあるサンプリング値の個数が計数される。これによって第１の計数値が生じる。次に第１のシリンダに充填されている第１の空気量が、第１のサンプリング値合計と第１の計数値との商を形成することにより求められる。
【００１５】
本発明により達成される利点とは、第１のシリンダ内に充填されている第１の空気量が測定信号に基づき簡単なやり方で求められることである。この測定信号は充填量センサの出力信号である。有利には本発明による方法の場合、充填量センサの測定信号以外にたとえば燃焼室圧力や温度など他の測定量を測定しなくてよい。さらに本発明による方法によれば、たとえ許容差の大きい精密でない噴射バルブが用いられても、精確なガス充填量すなわち第１のシリンダ内に充填されている第１の空気量を得ることができる。
【００１６】
本発明の有利な実施形態によれば、第１の測定インターバルは可変である。
【００１７】
有利には第１の測定インターバルを変化させることによりたとえば、充填量センサの測定信号をバルブ開放時に評価するのかバルブ閉鎖時に評価するのかの選択を行うことができる。これによって、バルブまたはバルブ調整器が偏差または公差を開放時にもっているのか閉鎖時にもっているのかを検出することができるし、また、バルブまたはバルブ調整器が欠陥をもっているか否かを検出することができる。
【００１８】
本発明の別の有利な実施形態によれば、内燃機関の複数のシリンダのうち第２のシリンダのために第２の測定インターバルが決定される。この場合、第２の測定インターバル内に位置するサンプリング値が累算されて第２のサンプリング値合計が求められる。さらに第２の測定インターバル内にあるサンプリング値の個数が計数される。この計数値を第２の計数値と称する。ついでサンプリング値合計と第２の計数値との商を形成することにより、第２のシリンダ内に充填されている空気量が求められる。その後、第１のシリンダと第２のシリンダとの間のガス充填量差が求められ、これは第１のシリンダに充填されている第１の空気量と第２のシリンダに充填されている第２の空気量とを互いに比較することによって行われる。ついでこのガス充填量差に基づき、第１のシリンダの吸気バルブを操作する第１のガス交換調整器と第２のシリンダの第２の吸気バルブを操作する第２のガス交換調整器が制御される。
【００１９】
有利には本発明のこのような実施形態により、両方のガス交換調整器の実際の偏差に基づいて、つまりガス充填量差に基づいて、第１のシリンダと第２のシリンダにおける両方のガス交換調整器を制御できるようになる。これにより回転特性を改善するためにガス充填量差を最低限に抑えることができるようになる。
【００２０】
本発明の装置には、所定のサンプリングレートで測定信号をサンプリングすることにより充填量センサの測定信号のサンプリング値を求めるサンプリング装置と、複数のシリンダのうち第１のシリンダのための第１の測定インターバルを決定する第１の決定装置と、第１のシリンダに対する第１の測定インターバル内にあるサンプリング値を累算する第１の累算器と、第１の測定インターバル内にあるサンプリング値の個数を計数して第１の計数値を求める第１のカウンタと、第１のサンプリング値合計と第１の計数値との商を形成することにより第１のシリンダに充填されている第１の空気量を求める第１の除算器が設けられている。
【００２１】
本発明により達せられる利点は殊に、第１のシリンダに充填された第１の空気量を求めるためにただ１つの充填量センサしか必要としないことである。換言すればセンサの測定信号だけがサンプリングされ、その信号に基づき第１の空気量が求められる。これにより有利には本発明による装置は、低コストで製造することのできる簡単な構造をもつことになる。しかもただ１つの充填量センサしか設けられていないので、複数の充填量センサ間の偏差を考慮する必要がない。
【００２２】
本発明の有利な実施形態によれば第１の測定インターバルは可変である。
【００２３】
したがって「測定窓」を次のように構成することができる。すなわち、たとえばバルブの開放または閉鎖だけを考察して、バルブまたはガス交換調整器の許容偏差がバルブの開放時または閉鎖時に格別大きいのか小さいのかを調べることができるようにする。
【００２４】
本発明のさらに別の実施形態によれば、サンプリングレートを決定するサンプリングレート決定装置と、複数のシリンダのうち第２のシリンダに対し第２の測定インターバルを決定する第２の決定装置と、第２の測定インターバル内にあるサンプリング値を累算して第２のサンプリング値合計を求める第２の累算器と、第２の測定インターバル内にあるサンプリング値の個数を計数して第２の計数値を求める第２のカウンタと、第２のサンプリング値合計と第２の計数値との商を形成することにより第２のシリンダに充填された第２の空気量を求める第２の除算器と、第１のシリンダと第２のシリンダとの間のガス充填量差を求める第１の比較器と、このガス充填量差に基づき第１のシリンダの第１のガス交換調整器と第２のシリンダの第２のガス交換調整器を制御する制御装置が設けられている。
【００２５】
有利には本発明のこの実施形態により、両方のシリンダ間のガス充填量差に基づき両方のガス交換調整器を制御することができ、その結果、ガス充填量差を補償できるようになる。これにより内燃機関の良好な回転が実現される。さらにこれによりノイズや有害物質の放出ならびに燃料消費の低減を実現できるようになる。これにより外気および残留ガス充填量をシリンダごとにばらばらにガス交換調整器のシリンダ固有の制御によって補償できるようになる。
【００２６】
従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。次に、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【００２７】
【実施例】
図１には、完全に可変のバルブ駆動の行われる内燃機関１のシリンダが略示されている。完全に可変のバルブ駆動という場合には、対応するバルブのフェーズと行程を変更することができる。この場合、参照符号２によりシリンダのピストンが表されており、これは略示されているクランクシャフト４とピストンロッド３を介して接続されている。ピストン２によりシリンダの燃焼空間が制限される。クランクシャフト４にはクランクシャフトセンサ６が配置されており、これはクランク角を測定する。
【００２８】
シリンダ燃焼室内には点火プラグ５が配置されている。シリンダ燃焼室に対し吸気バルブを介してガスを充填することができ、排気バルブ８を介して空にすることができる。
【００２９】
吸気バルブ７と排気バルブ８は吸気バルブ７用のガス交換調整器９と排気バルブ用のガス交換調整器１０により開閉される。
【００３０】
参照符号１１により液圧チャンバが表されており、これは液圧接続路を介してガス交換調整器９，１０と接続されている。液圧チャンバ１１内で圧力の加えられている液圧流体は液圧接続路を通ってガス交換調節器９，１０に加えられる。
【００３１】
参照符号１２により、燃料を内燃機関１の吸気管１３へ噴射するための噴射バルブが示されている。参照符号１４により吸気管センサが示され、参照符号１５によりサーミスタフィルム形空気量センサが示されている。サーミスタフィルム形空気量センサ１５は、内燃機関１の吸気管１３内で空気の流れ方向においてスロットルバルブ１８よりも前に配置されている。スロットルバルブ１８は、吸気管中の空気流を制御する目的で内燃機関１の吸気管１３内に配置されている。内燃機関の吸気管１３中の空気方向によれば、空気はサーミスタフィルム形空気量センサ１５からスロットルバルブ１８のところを過ぎ、吸気管１３の壁に配置されている吸気管圧力センサ１４のところ、および燃料を吸気管１３に噴射する噴射バルブ１２のところを通過する。その後、燃料の加えられた混合気は吸気バルブ７を通って内燃機関１の燃焼室に入れられ圧縮され点火プラグ５により点火され、ついで上方へ向かうピストン運動により吸気バルブ８が開放されそこを通って排気される。排気流または排気ガス流はラムダセンサ１９のところを通過して（図示されていない）排気管に排出される。
【００３２】
参照符号１６により制御装置１６が示されており、これは入力としてクランク角センサ６、サーミスタフィルム形空気量センサ１５および吸気圧センサ１４の出力信号を受け取る。このエンジン制御装置１６はバス１７たとえば Can バスを介してガス交換制御装置２０と接続されている。
【００３３】
制御装置１６はマイクロプロセッサ装置（図示せず）を有しており、これは上述の入力量からスロットルバルブ１８、噴射バルブ１２および点火プラグ５に対する制御信号を求める。ガス交換制御装置２０は入力量としてクランク角センサ６、サーミスタフィルム形空気量センサ１５および吸気圧センサ１４の出力信号を受け取る。ガス交換制御装置２０は出力信号として、吸気バルブ１７用のガス交換調整器９と排気バルブ８用のガス交換調整器１０のための制御信号を送出する。さらにガス交換制御装置２０はバス１７を介して制御装置１６と接続されている。このバス１７を介して制御装置１６およびガス交換制御装置２０は信号を交換して、たとえば吸気バルブ７用のガス交換調整器９の制御と排気バルブ８用のガス交換調整器の制御を点火プラグ５の点火と同期させるようにする。
【００３４】
図１では吸気管１３内にスロットルバルブ１８が設けられているとはいえ、本発明はスロットルバルブ１８をもつ内燃機関１に限定されるものではない。さらに本発明は、図１に示されているように吸気管噴射の行われる非過給形の内燃機関１に限定されるだけでなく、ダイレクト噴射あるいはターボ過給の行われる内燃機関１にも制約なく適用することができる。
【００３５】
次に図２を参照しながら、ガス交換調整器９，１０の動作について吸気バルブ７用のガス交換調整器９に基づき説明する。図２には可変バルブ制御の実例として、電気液圧式の可変バルブ駆動部が描かれているけれども、本発明はそれに限定されるものではなく、たとえば圧電システムなどにも同様に適用することができる。さらに本発明は電磁的なバルブ制御、電気液圧式のバルブ制御ならびに機械的な制御にも適用することができ、たとえば Variable Valve Train (VVT) つまりカムシャフトを有する完全に可変のバルブ駆動部との関連で Vanos などにも適用できる。
【００３６】
参照符号２２により第１の電磁バルブが示されている。この第１の電磁バルブ２２は、コモンレールとして構成されている液圧圧力チャンバ１１と操作装置２４内の第１のチャンバ２３ａとの間に配置されている。操作装置２４内には吸気バルブ７のバルブ基部が配置されている。バルブ基部は操作装置２４内にシフト可能に配置されている。バルブ基部により、操作装置２４内で第１のチャンバ２３ａと第２のチャンバ２４が分離される。
【００３７】
操作装置２４内の第２のチャンバ２３ｂと液圧圧力チャンバ１１との間に、第２の液圧接続管２１ｂが設けられている。さらに第１のチャンバ２３ａは第２の電磁バルブ２５を経由して第３の液圧接続管２１ｃを通って液圧圧力チャンバ１１と接続されている。
【００３８】
第１の電磁バルブ２２と第２の電磁バルブ２５は導管２６を介してガス交換制御装置２０と接続されている。ガス交換制御装置２０は、相応の制御信号により第１の電磁バルブ２２と第２の電磁バルブ２５を操作する。
【００３９】
図２に示されているガス交換調整器９の動作は以下のとおりである。第１の電磁バルブ２２が開放されているとき、圧力の加わった液圧媒体が液圧圧力チャンバ１１から第１のチャンバ２３ａへ流れる。液圧媒体により第１のチャンバ２３ａが満たされ、第１のチャンバ２３ａと第２のチャンバ２３ｂを分離しているバルブ基部が動かされる。これにより図２中の吸気バルブ７は下方にずらされる。バルブ７は次のように配置されている。すなわち、図２においてバルブ基部が一番上にあるとき、つまり第１のチャンバ２３ａ内に液圧媒体がなく、第１のチャンバ２３ａが最小の空間をもち、かつ第２のチャンバ２３ｂが最大の空間をもっているとき、吸気バルブ７が内燃機関１のシリンダヘッドにおける図示されていない弁座に位置するように配置されている。この位置において、吸気バルブ７はシリンダ燃焼室の吸気口を閉鎖する。第１のチャンバ２３ａが液圧媒体で満たされると、吸気バルブ７は弁座からシリンダ燃焼室へとずらされ、シリンダの吸気開口部が開かれる。所望のバルブ行程が達成されると、第１の電磁バルブ２２は閉じられる。
【００４０】
吸気弁７を閉じるために第２の電磁バルブ２５が開かれ、その結果、第１のチャンバ２３ａ内に存在する液圧媒体が開放された第２の電磁バルブ２５を通って液圧圧力室１１へ戻されるようになる。この場合、液圧圧力室１１から第２のチャンバ２３ｂに向けて圧力の加えられている液圧媒体は第２のチャンバ２３ｂへ流れ、それにより図２におけるバルブ基部は上に向かって動かされる。このようにして吸気バルブ７は弁座に戻され、燃焼室の吸気口は閉じられる。
【００４１】
このような形式のガス交換調整器によって、オットーエンジンのどのような排気バルブや吸気バルブであっても個別にバルブ制御することができる。
【００４２】
次に、図３を参照しながら本発明の原理についてさらに説明する。以下では本発明をサーミスタフィルム形空気量センサおよび吸気管圧力センサを参照して説明するけれども、本発明によれば充填量センサとしてラムダセンサを用いることもできる。この場合、吸気バルブ８から吐出された排気ガスの組成から、対応するシリンダに供給された空気量が計算される。
【００４３】
図３の参照符号２７により累算器が示されており、これは記憶装置２８と接続されている。記憶装置２８は除算器３１と接続されている。参照符号２９によりカウンタが示されており、これは別の記憶装置３０と接続されており、この記憶装置も除算器３１と接続されている。図３の破線で表されたエレメントは機能の特徴を表している。
【００４４】
図３によればまず最初に測定信号ｍｌａが捕捉される。測定信号として有利には、サーミスタフィルム形空気量センサ１５の出力信号が用いられる。このセンサは高いダイナミック特性をもっているので、吸気管１３に流れ込む空気量をダイナミックに測定することができ、つまり個々の脈動を測定することができる。このようにして、内燃機関に流れ込む外気充填量をそのまま測定することができる。
【００４５】
さらに吸気管圧力センサ１４によっても外気を測定することができる。この場合には測定信号ｍｌａとして吸気管圧力センサ１４の出力信号ｍｌｐｓａが用いられる。吸気管圧力センサは非常にダイナミックであるので、このような測定形態によっても個々の脈動を捉えることができる。とはいえ吸気管圧力センサの場合には圧力が測定されるので、この場合には外気の間接的な測定と言うことになり、その際には温度の影響や残留ガスの影響たとえば排気ガスの背圧を考慮しなければならない。
【００４６】
測定信号ｍｌａはサンプリングレートｆでサンプリングされ、サンプリング値ｍｌａ_ＲＴＸ は累算器２７において測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの最初から測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの最後まで加算されていき、その後、記憶装置２８に記憶される。つまり管ＧａＮすれば、測定インターバルＲ１−Ｓｙｎ内にあるすべてのサンプリング値ｍｌａ_Ｒｔｘ が累算器２７内で加算される。さらにカウンタ２９を用いることで、第１の測定インターバルＲ１−Ｓｙｎ内にいくつのサンプリング値ｍｌａ_{Ｒ１ - Ｓｙｎ} があり累算器２７において加算されたのかが求められる。そして計数結果は別の記憶装置３０に記憶される。記憶装置２８における累算されたサンプリング値ｍｌａ_{Ｒ１ - Ｓｙｎ} をサンプリング値合計ＡＷ１と称し、記憶装置３０内に格納されている計数値を計数値Ｚ１と称する。ついで除算器３１において、サンプリング合計ＡＷ１と計数値Ｚ１の商が形成される。この商は測定インターバルＲ１−Ｓｙｎにわたり求められたシリンダに供給された空気量ｍｌｍである。
【００４７】
測定インターバルＲ１−Ｓｙｎが内燃機関の動作サイクルのうち吸気サイクル全体に及ぶようにすれば、個々のシリンダに供給される空気量全体を捉えることができる。
【００４８】
次に図４を参照しながら、測定インターバルＲ１−Ｓｙｎをクランク角位置によって規定したときの本発明の基本原理について説明する。同じ装置または対応する装置には図３と同じ参照符号が付されており、それらの装置の説明については図３を参照されたい。
【００４９】
図３を参照しながら説明したのと同じようにして、まずはじめに測定信号ｍｌａがサンプリングレートｆでサンプリングされる。図４では参照符号３２によってクランク角センサが示されており、これはまえもって定められた第１のクランクシャフト位置とまえもって定められた第２のクランクシャフト位置を検出し、まえもって定められた第１のクランクシャフト位置が検出されたときには第１の信号をカウンタ２９と累算器２７へ送出し、まえもって定められた第２のクランク角位置が検出されたときには第２の信号がカウンタ２９と累算器２７へ送出される。まえもって定められた第１のクランクシャフト位置は測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの開始を表す。まえもって定められた第２のクランクシャフト位置は測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの終了を表す。クランク角センサ３２の第１の信号を受け取ることでカウンタ２９はサンプリング値ｍｌａ_{Ｒ１ - Ｓｙｎ} の個数を係数し始める。また、クランク角センサ３２の第１の信号を受け取ることで累算器２７は、サンプリング値ｍｌａ_{Ｒ１ - Ｓｙｎ} を加算し始める。クランク角センサ３２の第２の信号を受け取ることで、累算器２７は合計結果を記憶装置２８へ送出する。ついで記憶装置２８は、累算器２７から送出された合計結果を格納する。この合計結果はサンプリング値合計ＡＷ１である。
【００５０】
クランク角センサ３２の第２の信号を受け取ることで、カウンタ２９は計数状態を記憶装置３０へ送出する。記憶装置３０はカウンタ２９の計数状態を記憶する。この場合、格納されている計数状態は第１の計数値Ｚ１に対応する。その後、図３を参照して説明したのと同じやり方で除算器３１により、対応するシリンダに満たされている空気量ｍｌｍが求められる。
【００５１】
図３および図４を参照して説明した原理を複数のシリンダを備えた内燃機関に適用する際、各シリンダごとに固有の測定インターバルまたは相応のクランク角位置を規定する必要がある。各シリンダ間における充填量の差を検出すべき場合に必要とされるのは、比較すべきシリンダの測定インターバルが等しいことおよびクランク角に関して等しい位置をもつことである。１つの動作サイクル中に内燃機関に供給される空気量全体を測定しようという場合には、１つのシリンダに対する各測定インターバルがその吸気サイクル全体をもつようにする必要がある。しかもこの場合に必要とされるのは、内燃機関の各シリンダごとに測定インターバルを規定し、各シリンダに供給される空気量を上述のようにして測定することである。個々のシリンダに求められる空気量の合計を用いることで、動作サイクルに対する空気量全体を計算することができる。
【００５２】
次に図５を参照して、本発明に従って可変のバルブ制御の行われる内燃機関において第１および第２のシリンダの充填を制御するための装置の実施例について説明する。有利には図５に示されている装置は、吸気管圧力センサ１４、サーミスタフィルム形空気量センサ１５および周囲圧力センサ３４を除いて図１のガス交換制御装置２０内に配置されている。
【００５３】
参照符号３５により表されているサンプリング装置は、吸気圧力センサ１４またはサーミスタフィルム形空気量センサ１５の測定信号ｍｌａのサンプリング値ｍｌａ_Ｒｔｘ を、サンプリングレートｆで測定信号ｍｌａをサンプリングすることにより求める。さらにサンプリング装置３５はスロットル決定装置３６、サンプリングレート決定装置３７、第１および第２の累算器３９，４３および第１および第２のカウンタ４０，４４と接続されている。
【００５４】
スロットル決定装置３６はサンプリング装置３５のほか、吸気管圧力センサ１４および周囲圧力センサ３４と接続されている。有利にはスロットル決定装置３６は除算器であり、これは吸気管圧力センサ１４により測定された吸気管圧力ｐｕと周囲圧力センサ３４により測定された周囲圧力ｐｓとの商として絞りすなわちスロットルｐｓ／ｐｕを求める。スロットル決定装置はサンプリング装置３５へスロットルｐｓ／ｐｕを送出する。
【００５５】
サンプリングレート決定装置３７はたとえば回転数、クランク角、エンジン温度、負荷要求などエンジン特性量に依存してサンプリングレートｆを決定する。このためサンプリングレート決定装置３７は、対応するデータや測定値をバス１７を介して制御装置１６と交換する。しかしながら、周波数の調整可能なマルチバイブレータを備えたサンプリングレート決定装置を形成することもできる。
【００５６】
参照符号３８により第１の決定装置３８が表されている。第１の決定装置３８は、第１のシリンダのための第１の測定インターバルＲ１−Ｓｙｎを決定するように構成されている。この第１の決定装置３８は、内燃機関１の少なくとも回転数に依存してクランク角に対し相対的な測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの幅と位置を決定する。有利には第１の決定装置３８は、回転数や吸気管圧力やバルブタイミングなどのエンジン特性量に依存して測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの幅や位置を決定する。第１の決定装置３８はバス１７を介して制御装置１６から、測定インターバルＲ１−Ｓｙｎを決定するためのエンジン特性量を受け取る。
【００５７】
第１の決定装置３８は、測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの開始を表す第１の信号と測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの終了を表す第２の信号を用いることで決定された測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの長さと位置を、第１の累算器３９と第１のカウンタ４０へ送出する。
【００５８】
測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの開始を表す第１の決定装置３８の第１の信号を受け取ってから、測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの終了を表す第１の決定装置３８の第２の信号を受け取るまで、第１の累算器３９はサンプリング装置３５から送出されたサンプリング値ｍｌａ_{Ｒ１ - ｓｙｎ} を累算する。第１の累算器３９はサンプリング値合計ＡＷ１を表す合計結果を第１の除算器４１へ送出する。その後、サンプリング値合計ＡＷ１と称する第１の加算器３９は合計結果を第１の除算器４１へ送出する。
【００５９】
第１の決定装置３８の第１の信号を受け取った後、第１のカウンタ４０は、サンプリング装置３５から送出されたサンプリング値ｍｌａ_{Ｒ１ - Ｓｙｎ} を計数する。第１のカウンタ４０は、測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの終了を表す第２の信号を第１の決定装置３８が送出するまで計数し続ける。この場合、第１のカウンタ４０は、計数値Ｚ１と称する計数結果を第１の除算器４１へ送出する。ついで第１の除算器４１はサンプリング値合計ＡＷ１と第１の計数値Ｚ１から商を求める。この場合、第１の計数値Ｚ１は、第１のシリンダ内に充填されている第１の空気量ｍｌｍ１に対応する。
【００６０】
同様に、第１の決定装置４２、第２の累算器４３、第２のカウンタ４４ならびに第２の除算器４５によって第２のシリンダに対する第２の空気量ｍｌｍ２が求められる。第２の決定装置４２、第２の累算器４３、第２のカウンタ４４および第２の除算器４５は、第１の決定装置３８、第１の累算器３９、第１のカウンタ４０および第１の除算器４１と同じ構造ならびに同じ機能を有しており、したがってこれらについての詳細な説明は後者の装置を参照されたい。
【００６１】
第１の除算器４１と第２の除算器４５はそれぞれ求められた空気量ｍｌｍ１およびｍｌｍ２を第１の比較器４６へ送出し、これは求められた両方の空気量を互いに比較する。第１の比較器４６は比較結果を制御装置４７へ送出し、これは第１のシリンダにおける第１のガス交換調整器と第２のシリンダにおける第２のガス交換調整器を、第１の比較器４６から送出されたガス充填量差に基づき制御する。有利には制御装置４７は、ガス充填量差が内燃機関１の次の動作サイクルにおいて最小となるようガス交換調整器を制御する。２つよりも多くのシリンダのガス充填を制御する場合には、この装置をそれ相応に拡張することができる。
【００６２】
次に図６のフローチャートを参照して、図５で示した装置の動作の実施例について説明する。
【００６３】
ステップＳ１におけるスタート後、ステップＳ２においてサンプリングレート決定装置３７はサンプリングレートｆを決定し、それをサンプリング装置３５へ送出する。
【００６４】
ステップＳ３においてサンプリング装置は、サンプリングレートｆで充填量センサ（すなわち吸気管圧力センサ１４またはサーミスタフィルム形空気量センサ１５）の測定信号ｍｌａをサンプリングすることにより、サンプリング値ｍｌａ_Ｒｔｘ を求める。サンプリング装置３５はサンプリング値ｍｌａ_Ｒｔｘ を第１の累算器３９、第１のカウンタ４０、第２の累算器４３および第２のカウンタ４４へ送出する。
【００６５】
ステップＳ４において、決定装置３８は第１のシリンダに対する第１の測定インターバルＲ１−Ｓｙｎを決定する。クランク角に対し相対的な測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの長さおよび位置は可変である。しかし最大の測定インターバル長は最大で７２０゜ＫＷ：シリンダの個数とすべきであり、つまり２つのシリンダ間の点火間隔よりも大きくすべきではない。とはいえ個別の事例において上述のようにもっと短い測定インターバルが有利となる可能性もあり、それは特定の時間窓を調べるべき場合であったり、あるいは特定の時点における充填量差を調べようとする場合である。測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの位置も長さも、たとえば回転数や吸気管圧力やバルブタイミングなどように様々なパラメータに依存して求められ、つまりは複数のエンジン特性量の機能に依存して可変に求められる。
【００６６】
第１の測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの間、ステップＳ５において第１の加算器３９は第１の測定インターバルＲ１−Ｓｙｎ内のサンプリング値ｍｌａ_{Ｒ１ - Ｓｙｎ} を累算して、第１のサンプリング値合計ＡＷ１を求める。測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの開始と終了は、第１の決定装置３８により累算器３９に対して指示される。
【００６７】
ステップＳ６において第１のカウンタ４０は、第１の測定インターバルＲ１−Ｓｙｎ内のサンプリング値ｍｌａ_{Ｒ１ - Ｓｙｎ} の個数を計数して第１の計数値Ｚ１を求める。第１の測定インターバルＲ１−Ｓｙｎの開始と終了は、第１の決定装置３８により第１のカウンタ４０に対して指示される。
【００６８】
ステップＳ７において除算器４１は第１のシリンダ内に充填されている第１の空気量ｍｌｍ７を、第１の累算器３９により求められた第１のサンプリング値合計ＡＷ１と、第１のカウンタ４０により求められた計数値Ｚ１との商を形成することにより求める。
【００６９】
ステップＳ８において第２の決定装置４２は、ステップＳ４における第１の測定装置３８と同じやり方で第２のシリンダに対する第２の測定インターバルＲ２−Ｓｙｎを求める。
【００７０】
ステップＳ９において第２の累算器４３は、第２の測定インターバルＲ２内でサンプリング装置３５から送出されたサンプリング値ｍｌａ_{Ｒ２ - Ｓｙｎ} を累算して第２のサンプリング値合計ＡＷ２を求める。第２の測定インターバルＲ２−Ｓｙｎの開始と終了は、第２の決定装置４２により第２の累算器４３に対して指示される。
【００７１】
ステップＳ１０において第２のカウンタ４４は、第２の測定インターバルＲ２−Ｓｙｎ内のサンプリング値ｍｌａ_{Ｒ２ - Ｓｙｎ} の個数を計数して第２の計数値Ｚ２を求める。第２の測定インターバルＲ２−Ｓｙｎの開始と終了は、第２の決定装置４２により第２のカウンタ４４に対して指示される。
【００７２】
ステップＳ１１において第２の除算器４５は第２のシリンダ内に充填されている第２の空気量ｍｌｍ２を、第２の累算器４３により求められた第２のサンプリング値合計ＡＷ２と第２のカウンタ４４により求められた第２の計数値Ｚ２との商を形成することにより求める。
【００７３】
ステップＳ１２において第１の比較器４６は、第１の除算器４１により求められた第１の空気量ｍｌｍ１ｍを第２の除算器４５により求められた第２の空気量ｍｌｍ２と比較し、比較結果を制御装置４７へ送出する。
【００７４】
ステップＳ１３において制御装置４７は、第１のシリンダの第１のガス交換調整器と第２のシリンダの第２のガス交換調整器の制御を、第１の比較器４６により求められたガス充填量差に基づき整合させる。この目的で制御装置４７はたとえば、内燃機関１の後続の動作サイクルにおけるガス充填量差が最小化されるよう、制御装置１６により設定された対応するガス交換調整器の制御を整合させる。ステップＳ１４において処理が終了する。この処理は内燃機関１の動作中、周期的に実行される。２つよりも多くのシリンダのガス充填を制御する場合、既述の方法をそれ相応に拡張することができる。
【００７５】
次に図７を参照しながら、図６のステップ３で説明した処理についてさらに説明する。
【００７６】
ステップＳ１５におけるスタート後、周囲圧力センサ３４は内燃機関１の周囲圧力ｐｓを求め、対応する信号をスロットル決定装置３６へ送出する。
【００７７】
ステップＳ１７において、吸気管圧力センサ１４を用いて吸気管圧力ｐｕが求められる。
【００７８】
ステップＳ１８においてスロットル決定装置１６は、周囲圧力ｐｓと吸気管圧力ｐｕから商ｐｓ／ｐｕを計算する。
【００７９】
ステップＳ１９において、計算された商つまりスロットルｐｓ／ｐｕが閾値ＳＷと比較される。閾値は有利には０．８である。商ｐｓ／ｐｕが閾値ＳＷよりも大きければ、ステップＳ２０においてサンプリング装置３５はサーミスタフィルム形空気量センサ１５の出力信号ｍｌｈｆｍａをサンプリングする。ついで処理はステップＳ２２へ進み、その後、図６のところで説明したのと同じやり方でステップＳ４からさらに進んでいく。
【００８０】
ステップＳ１９において、商ｐｓ／ｐｕが閾値ＳＷよりも小さいかそれと等しいと判定された場合には処理はさらにステップＳ２１へ進み、サンプリング装置３５は吸気管圧力センサ１４の出力信号ｍｌｐｓａをサンプリングする。その後、処理はさらにステップＳ２２へ進み、ついで図６を参照して説明したようにしてステップＳ４へと続いていく。
【００８１】
次に図８および図９を参照して、なぜ絞りないしはスロットルｐｓ／ｐｕの閾値ＳＷよりも上で吸気管圧力センサ１４の測定信号ｍｌｐｓａをサンプリングし、この閾値ＳＷよりも上でサーミスタフィルム形空気量センサ１５の測定信号ｍｌｈｆｍａをサンプリングするのかについて説明する。
【００８２】
図８の参照符号４８により、点火順序１，２，４，３をもつ４シリンダを備えた内燃機関１の吸気管１３内における質量流の経過特性が描かれており、これはたとえばサーミスタフィルム形空気量センサ１５によって求められる。図８中のライン４９は、４シリンダの吸気バルブのバルブ昇降曲線を表す。この場合、時点ｔ０〜時点ｔ１までの曲線４９はシリンダ１のバルブ昇降曲線を表し、時点ｔ１〜時点２まではシリンダ２のバルブ昇降曲線を表し、時点ｔ２〜ｔ３まではシリンダ４の昇降曲線を表し、さらに時点ｔ３〜時点ｔ４まではシリンダ３のバルブ昇降特性曲線を表す。
【００８３】
図８に示されているように、質量流４８はシリンダ１の下死点ＵＴ Ｚｙｌ１の時点で第１の最大値をとり、第２のシリンダの下死点ＵＴ Ｚｙｌ２の時点で第２の最大値を、第４のシリンダの下死点の時点で第３の最大値を、さらに第３のシリンダの下死点の時点で第４の最大値をとっている。質量流４８における第２の最大値とそれ以外の３つの最大値を比較すると、第２のシリンダに質量流は他よりも小さいことがわかり、つまり空気量の積分値が小さくなっている。
【００８４】
図８の参照符号５０により、吸気管圧力センサ１４により測定されるような吸気管圧力経過特性が表されている。吸気管圧力ｐｓは図８において時間ごとの圧力単位で書き込まれている。
【００８５】
時点ｔ０〜時点ｔ４までの吸気管圧力の経過特性からわかるように、吸気管圧力５０は比較的一定に経過しており、時点ｔ１〜ｔ２の間のシリンダ２のところで時点ｔ０〜ｔ１とｔ２〜ｔ４の間の他のシリンダと比べて顕著な差は生じていない。したがって本発明によればｐｓ／ｐｕ＞ＳＷのとき、サーミスタフィルム形空気量センサ１５の出力信号ｍｌｈｆｍａが測定信号ｍｌａとしてサンプリングされる。有利にはこれにより、対応する空気量を各シリンダ個別に精確に測定することができる。
【００８６】
図９には、約０．５×周囲圧力という平均吸気管圧力で１２００／ｍｉｎのときの質量流経過特性４８、バルブ昇降曲線４９および吸気管圧力経過特性５０が示されている。この条件は図８における内燃機関１と同じであり、したがって詳細な説明はそちらを参照されたい。
【００８７】
図８に示されているように、シリンダ２は他のシリンダよりも僅かな空気量しか吸気しない。時点ｔ１〜時点ｔ２の積分値とｔ２〜ｔ３の対応する積分値（黒塗りで示す）との比較からわかるように、ｔ１〜ｔ２間の第２のシリンダにおける吸気管圧力ｐｕについての積分値は、第４のシリンダにおける時点ｔ２〜ｔ３の吸気管圧力ｐｕについての積分値よりも大きい。この差ゆえに充填量差を容易に捉えることができる。これと比べて、サーミスタフィルム空気量センサ１５により測定された質量流によればこのエンジン条件すなわちこのスロットルｐｓ／ｐｕでは、時点ｔ１〜時点ｔ２までの質量流４８についての積分値と時点ｔ２〜時点ｔ３までの質量流４８についての積分値との間に顕著な相違が見受けられない。したがって本発明によればｐｓ／ｐｕ≦ＳＷのとき、吸気管圧力センサ１４の出力信号ｍｌｐｓａが測定信号ｍｌａとしてサンプリングされる。有利にはこれにより、対応する空気量を各シリンダ個別に精確に測定することができる。
【００８８】
なお、吸気管の蓄積効果ないしは記憶効果ゆえに、吸気された空気量が僅かなシリンダに続くシリンダの積分値も少し高まる可能性がある。このような事例のために図５に示されている装置に補償装置（図示せず）を設けることができ、これによれば後続のシリンダにおける後続のガス充填の測定が最初の偏差が相殺されてしまうまで抑えられ、その後、再び測定がイネーブル状態にされる。
【００８９】
以上要約すると図８および図９に示されているように、たとえばｐｓ／ｐｕが０．８よりも大きいときのように絞りが僅かなときには、各シリンダ間のガス充填量差が有利にはサーミスタフィルム形空気量センサ１５により測定される。この場合、充填量差を最適に所望の時点で捕捉する目的で、測定インターバルの幅と位置をたとえば回転数、吸気管圧力ならびにバルブタイミングなどのパラメータに依存して整合することができる。
【００９０】
絞りがそれよりも強い場合つまりｐｓ／ｐｕが０．８よりも小さいときには、シリンダ間の充填量差を捕捉するために有利には吸気管圧力センサ１４の測定信号が用いられる。その際、測定インターバルの幅と位置を、たとえば回転数や吸気管圧力やバルブ設定などのような様々なエンジンパラメータに依存して決定することができる。この実施例の１つの変形実施形態によれば、商ｐｓ／ｐｕに依存して測定インターバルの開始と測定インターバルの終了が時間的にずらされる。有利には商ｐｓ／ｐｕが小さくなるにつれて、測定インターバルの開始と測定インターバルの終了が遅れ方向にずらされる。既述のように本発明によれば、サーミスタフィルム形空気量センサ１５だけを用いても、シリンダにおけるガス充填量を各シリンダ個別に測定することができる。とはいえ図８および図９を参照しながら説明したように、スロットル閾値ｐｓ／ｐｕよりも下では積分値の差が僅かであることから充填量差を精確に測定しにくくなるので、有利にはサーミスタ形フィルムセンサ１５を用いた場合にはモデルにより吸気管圧力を近似する。このようなモデルはたとえば吸気管圧力と所定のエンジン特性量との関係を表す特性マップから成り、対応するエンジン特性量を用いてこの特性マップから適合した吸気管圧力を読み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変のバルブ駆動を行う内燃機関の概略図である。
【図２】ガス交換調整器を示す図である。
【図３】本発明を説明する図である。
【図４】本発明を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図６】図５の装置の動作の実施例を示すフローチャートである。
【図７】図６のステップ３を詳細に示すフローチャートである。
【図８】１２００／分および吸気管圧力＝０．９５×周囲圧力のときの内燃機関の質量流経過特性、バルブ昇降曲線、吸気管圧力経過特性を示す図である。
【図９】１２００／分および吸気管圧力＝０．５×周囲圧力のときの質量流経過特性、バルブ昇降曲線および吸気管圧力を示す図である。
【符号の説明】
２ ピストン
４ クランクシャフト
５ 点火プラグ
６ クランクシャフトセンサ
７ 吸気バルブ
８ 排気バルブ
９，１０ ガス交換調整器
１１ 液圧チャンバ
１２ 噴射バルブ
１３ 吸気管
１４ 吸気管センサ
１５ サーミスタフィルム形空気量センサ
１６ 制御装置
２０ ガス交換制御装置

Claims (14)

1. 可変のバルブ制御を行う内燃機関における複数のシリンダのガス充填を制御する方法において、
   サンプリングレート（ｆ）により充填量センサ（１４，１５）の測定信号（ｍｌａ）をサンプリングすることにより、該測定信号（ｍｌａ）のサンプリング値（ｍｌａ_Rtx）を求めるステップ（Ｓ３）と、
   複数のシリンダのうち第１のシリンダに対する第１の測定インターバル（Ｒ１−Ｓｙｎ）を決定するステップ（Ｓ４）と、
   該第１のシリンダに対する第１の測定インターバル（Ｒ１−Ｓｙｎ）内のサンプリング値（ｍｌａ_R1-Syn）を累算して第１のサンプリング値合計（ＡＷ１）を求めるステップ（Ｓ５）と、
   該第１の測定インターバル（Ｒ１−Ｓｙｎ）内におけるサンプリング値（ｍｌａ_R1-Syn）の個数を計数して第１の計数値（Ｚ１）を求めるステップ（Ｓ６）と、
   前記第１のサンプリング値（ＡＷ１）と前記第１の計数値（Ｚ１）との商の形成により第１のシリンダに充填された第１の空気量（ｍｌｍ１）を求めるステップ（Ｓ７）、
   を有しており、
   内燃機関のクランク角に対し相対的な前記第１の測定インターバル（Ｒ１−Ｓｙｎ）の開始と終了が可変であり、前記開始と終了をエンジン特性量に依存して求め、
   該エンジン特性量は内燃機関の回転数、吸気管圧力またはバルブタイミングであることを特徴とする、
   複数のシリンダのガス充填を制御する方法。
2. 複数のシリンダのうち第２のシリンダに対する第２の測定インターバル（Ｒ２−Ｓｙｎ）を決定するステップ（Ｓ８）と、
   該第２のシリンダに対する第２の測定インターバル（Ｒ２−Ｓｙｎ）内のサンプリング値（ｍｌａ_R2-Syn）を累算して第２のサンプリング値合計（ＡＷ２）を求めるステップ（Ｓ９）と、
   該第２の測定インターバル（Ｒ２−Ｓｙｎ）内のサンプリング値（ｍｌａ_R2-Syn）の個数を計数して第２の計数値（Ｚ２）を求めるステップ（Ｓ１０）と、
   前記第２のサンプリング値合計（ＡＷ２）と前記第２の計数値（Ｚ２）の商を形成することにより第２のシリンダに充填された第２の空気量（ｍｌｍ２）を求めるステップ（Ｓ１１）と、
   第１の空気量（ｍｌｍ１）と第２の空気量（ｍｌｍ２）との比較により第１のシリンダと第２のシリンダとの間のガス充填量差を求めるステップ（Ｓ１２）と、
   該ガス充填量差に基づき第１のシリンダの第１のガス交換調整器と第２のシリンダの第２のガス交換調整器を制御するステップ（Ｓ１３）、
   を有する、請求項１記載の方法。
3. 内燃機関のクランク角に対し相対的に第２の測定インターバル（Ｒ２−Ｓｙｎ）の位置が可変であり、該位置をエンジン特性量に依存して求める、請求項２記載の方法。
4. 前記第２の測定インターバル（Ｒ２−Ｓｙｎ）の長さが可変であり、該長さをエンジン特性量に依存して求める、請求項２または３記載の方法。
5. 内燃機関の吸気管（１３）内のスロットル開度に依存して、サーミスタフィルム形空気量センサ（１５）の出力信号（ｍｌｈｆｍａ）または吸気管圧力センサ（１４）の出力信号（ｍｌｐｓａ）を測定信号（ｍｌａ）としてサンプリングする、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 前記スロットル開度を吸気管圧力（ｐｓ）と周囲圧力（ｐｕ）を用いて求める、請求項５記載の方法。
7. 前記スロットル開度を吸気管（ｐｕ）と周囲圧力（ｐｓ）の商（ｐｓ／ｐｕ＝吸気管圧力／周囲圧力）として計算し（Ｓ１６〜Ｓ１８）、
   該商が閾値よりも大きければ（Ｓ１９）、サーミスタフィルム形空気量センサ（１５）の出力信号（ｍｌｈｆｍａ）を測定信号（ｍｌａ）としてサンプリングし（Ｓ２０）、
   該商が閾値よりも小さいかそれと等しければ、吸気管圧力センサ（１４）の出力信号（ｍｌｐｓａ）を測定信号（ｍｌａ）としてサンプリングする（Ｓ２１）、
   請求項５記載の方法。
8. 可変のバルブ制御を行う内燃機関における複数のシリンダのガス充填を制御する装置において、
   サンプリングレート（ｆ）で充填量センサ（１４，１５）の測定信号（ｍｌａ）をサンプリングすることにより該測定信号（ｍｌａ）のサンプリング値（ｍｌａ_Rfx）を求めるサンプリング装置（３５）と、
   複数のシリンダのうち第１のシリンダのために第１の測定インターバル（Ｒ１−Ｓｙｎ）を決定する第１の決定装置（３８）と、
   該第１のシリンダのための第１の測定インターバル（Ｒ１−Ｓｙｎ）内におけるサンプリング値（ｍｌａ_R1-Syn）を累算して第１のサンプリング値合計（ＡＷ１）を求める第１の累算器（３９）と、
   前記第１の測定インターバル（Ｒ１−Ｓｙｎ）内におけるサンプリング値（ｍｌａ_R1-Syn）の個数を計数して第１の計数値（Ｚ１）を求める第１のカウンタ（４０）と、
   前記第１のサンプリング値合計（ＡＷ１）と前記第１の計数値（Ｚ１）の商を形成することにより第１のシリンダに充填された第１の空気量（ｍｌｍ１）を求める第１の除算器（４１）が設けられており、
   前記第１の決定装置（３８）は、内燃機関のクランク角に対し相対的な前記第１の測定インターバル（Ｒ１−Ｓｙｎ）の開始と終了をエンジン特性量に依存して可変に決定し、該エンジン特性量は内燃機関の回転数、吸気管圧力またはバルブタイミングであることを特徴とする、
   ガス充填を制御する装置。
9. サンプリングレート（ｆ）を決定するサンプリングレート決定装置（３７）と、
   複数のシリンダのうち第２のシリンダに対する第２の測定インターバル（Ｒ２−Ｓｙｎ）を決定する第２の決定装置（４２）と、
   該第２のシリンダに対する第２の測定インターバル（Ｒ２−Ｓｙｎ）内におけるサンプリング値（ｍｌａ_R2-Syn）を累算して第２のサンプリング値合計（ＡＷ２）を求める第２の累算器（４３）と、
   該第２の測定インターバル（Ｒ２−Ｓｙｎ）内におけるサンプリング値（ｍｌａ_R2-Syn）の個数を計数して第２の計数値（Ｚ２）を求める第２のカウンタ（４４）と、
   前記第２のサンプリング値合計（ＡＷ２）と前記第２の計数値（Ｚ２）の商を形成することにより第２のシリンダに充填された第２の空気量（ｍｌｍ２）を求める第２の除算器（４５）と、
   第１の空気量（ｍｌｍ１）と第２の空気量（ｍｌｍ２）との比較により第１のシリンダと第２のシリンダとの間のガス充填量差を求める比較器（４６）と、
   該ガス充填量差に基づき第１のシリンダの第１のガス交換調整器と第２のシリンダの第２のガス交換調整器を制御する制御装置（４７）が設けられている、
   請求項８記載の装置。
10. 前記第２の決定装置（４２）は、内燃機関のクランク角に対し相対的に第２の測定インターバル（Ｒ２−Ｓｙｎ）の位置をエンジン特性量に依存して可変に決定する、請求項９記載の装置。
11. 前記第２の決定装置（４２）は、第２の測定インターバル（Ｒ２−Ｓｙｎ）の長さをエンジン特性量に依存して決定する、請求項９または１０記載の装置。
12. 前記サンプリング装置（３５）は、スロットル開度決定装置（３６）により決定された内燃機関の吸気管（１３）中のスロットル開度（ｐｓ／ｐｕ）に依存して、サーミスタフィルム形空気量センサ（１５）の出力信号（ｍｌｈｆｍａ）を測定信号（ｍｌａ）としてサンプリングするか、または吸気管圧力センサ（１４）の出力信号（ｍｌｐｓａ）を測定信号（ｍｌａ）としてサンプリングする、請求項８から１１のいずれか１項記載の装置。
13. 前記スロットル開度決定装置（３６）は、吸気管圧力センサ（１４）および周囲圧力センサ（３４）の出力信号に基づきスロットル開度（ｐｓ／ｐｕ）を決定する、請求項１２記載の装置。
14. 前記スロットル開度決定装置（３６）は第３の除算器であり、吸気管圧力（ｐｕ）と周囲圧力（ｐｓ）の商（吸気管圧力／周囲圧力）として前記スロットル開度（ｐｓ／ｐｕ）を決定し、
    該商が閾値よりも大きければ、サーミスタフィルム形空気量センサ（１５）の出力信号（ｍｌｈｆｍａ）を測定信号としてサンプリングし、該商が閾値よりも小さいかそれと等しければ、吸気管圧力センサ（１４）の出力信号（ｍｌｐｓａ）を測定信号（ｍｌａ）としてサンプリングする、
    請求項１２記載の装置。

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