(57)【要約】【課題】  吸気脈動を考慮しつつ各気筒への筒内充填空気量又は筒内充填空気量の気筒間バラツキを正確に算出することができる多気筒内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】  吸気弁の開閉弁時間が目標開閉弁時間となるように吸気弁を制御する多気筒内燃機関の制御装置において、筒内充填空気量の気筒間バラツキを推定し、推定された筒内充填空気量の気筒間バラツキが所定レベル以下の場合には、目標開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、推定された筒内充填空気量の気筒間バラツキが上記所定レベルよりも大きい場合には、運転パラメータ検出手段によって検出される少なくとも一つの機関運転パラメータに基づいて推定される吸気弁の推定開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、推定された各気筒への筒内充填空気量に基づいて多気筒内燃機関を制御する。【選択図】      図１４
2006257989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁の開閉弁時間が目標開閉弁時間となるように吸気弁を制御する多気筒内燃機関の制御装置において、
筒内充填空気量の気筒間バラツキを推定し、
推定された筒内充填空気量の気筒間バラツキが所定レベル以下の場合には、上記目標開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、
推定された筒内充填空気量の気筒間バラツキが上記所定レベルよりも大きい場合には、運転パラメータ検出手段によって検出される少なくとも一つの機関運転パラメータに基づいて推定される吸気弁の推定開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、
推定された各気筒への筒内充填空気量に基づいて多気筒内燃機関を制御する、多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項２】
上記筒内充填空気量の気筒間バラツキは、各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間に基づいて推定される、請求項１に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記筒内充填空気量の気筒間バラツキは、各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下量に基づいて推定される、請求項１に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項４】
吸気弁の開閉弁時間が目標開閉弁時間となるように吸気弁を制御する多気筒内燃機関の制御装置において、
上記目標開閉弁時間が所定値以下の場合には、上記目標開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、
上記目標開閉弁時間が上記所定値よりも大きい場合には、運転パラメータ検出手段によって検出される少なくとも一つの機関運転パラメータに基づいて推定される吸気弁の推定開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、
推定された各気筒への筒内充填空気量に基づいて多気筒内燃機関を制御する、多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項５】
上記少なくとも一つの機関運転パラメータは、各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項６】
上記各気筒への筒内充填空気量の推定は、各気筒への筒内充填空気量を、基本空気量と、吸気弁の開弁に伴ってスロットル弁通過空気流量を超えて吸気管部分から気筒内に流入する超過空気量とに二分割し、吸気管部分にスロットル弁を介して流入するスロットル弁通過空気流量と吸気弁の目標開閉弁時間又は推定開閉弁時間とに基づいて基本空気量を算出し、各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下量に基づいて超過空気量を算出し、これら基本空気量と超過空気量とを合計することによって行われる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項７】
上記吸気弁の目標開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定する場合には、各気筒への筒内充填空気量を、基本空気量と、吸気弁の開弁に伴ってスロットル弁通過空気流量を超えて吸気管部分から気筒内に流入する超過空気量とに二分割し、吸気管部分にスロットル弁を介して流入するスロットル弁通過空気流量と上記吸気弁の目標開閉弁時間とに基づいて基本空気量を算出し、上記吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下量に基づいて超過空気量を算出し、これら基本空気量と超過空気量とを合計することによって各気筒への筒内充填空気量が推定され、
上記吸気弁の推定開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定する場合には、上記運転パラメータ検出手段によって検出される少なくとも一つの機関運転パラメータに基づいて各気筒への筒内吸入空気流量の推移のｎ次近似式を導出し、該ｎ次近似式を推定開閉弁時間に亘って積分することによって各気筒への筒内充填空気量が推定される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項８】
吸気管部分の吸気圧を検出し、
上記検出された吸気管部分の吸気圧に基づいて各気筒への筒内吸入空気流量の推移のｎ次近似式を導出し、該ｎ次近似式を推定開閉弁時間に亘って積分することによって各気筒への筒内充填空気量を推定し、
推定された各気筒への筒内充填空気量に基づいて多気筒内燃機関を制御する、多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項９】
上記ｎ次近似式は２次近似式である、請求項７又は８に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
各気筒への筒内吸入空気流量の推移は複数のｎ次近似式で近似される、請求項７〜９のいずれか１項に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
吸気管部分の吸気圧を検出すると共に、検出された吸気圧に基づいて各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間を算出し、
算出された各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間に基づいて各気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間を推定し、
推定された各気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間に基づいて多気筒内燃機関を制御する、多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
上記吸気弁の開閉弁時間は、上記各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間に基づいて各気筒への筒内吸入空気流量の推移のｎ次近似式を導出すると共に、該導出されたｎ次近似式から算出される、請求項１１に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
各気筒への筒内吸入空気流量の推移を複数のｎ次近似式で近似する、請求項１２に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項１４】
上記各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間に加えて、これら算出された吸気圧の降下時間の全気筒分の平均値に基づいて各気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間を算出する、請求項１１に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項１５】
上記各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間に加えて、１サイクルに亘る吸気圧の平均値に基づいて予想された吸気弁の開閉弁時間の全気筒平均値に基づいて各気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間を算出する、請求項１１に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【請求項１６】
上記推定された各気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、推定された各気筒への筒内充填空気量に基づいて多気筒内燃機関を制御し、
上記各気筒への筒内充填空気量の推定は、各気筒への筒内充填空気量を、基本空気量と、吸気弁の開弁に伴ってスロットル弁通過空気流量を超えて吸気管部分から気筒内に流入する超過空気量とに二分割し、吸気管部分にスロットル弁を介して流入するスロットル弁通過空気流量と上記推定された吸気弁の開閉弁時間とに基づいて基本空気量を算出し、上記吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下量に基づいて超過空気量を算出し、これら基本空気量と超過空気量とを合計することによって行われる、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スロットル弁に加えて、吸気弁や排気弁の位相角、作用角及びリフト量等の開閉弁特性を制御する装置を備え、スロットル弁開度と共に上記開閉弁特性をも制御して燃焼室に充填される空気量を制御するようにした内燃機関が開発され、公知となっている。
【０００３】
一方、従来より多気筒内燃機関においては、弁部分に関する組み付け公差や機差、或いは弁部分の磨耗やデポジット付着等により、筒内充填空気量に気筒間でバラツキが生じ、これによりトルク変動が発生したり、混合気の空燃比がばらつくことにより排気エミッションが悪化したりする問題がある。斯かる問題は、上記のような開閉弁特性を制御する装置を備えた多気筒内燃機関においても同様に生じる場合があり、特に筒内充填空気量が少なくなるような開閉弁特性であるほど、つまり吸気弁の作用角やリフト量が小さい場合ほど大きくなることがわかっている。
【０００４】
そこで、従来から筒内充填空気量の気筒間バラツキを考慮しつつ各気筒への筒内充填空気量を推定し、推定した各気筒への筒内充填空気量に基づいて各気筒への燃料噴射量等の機関運転パラメータを制御する多気筒内燃機関の制御装置が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の制御装置では、スロットル開度センサ等の出力に基づいて算出されるスロットル通過空気量から、吸気圧センサ及び温度センサによって検出される吸気管部分内の吸気圧及び温度に基づいて算出される吸気管部分内の空気の増加量を減算することによって各気筒への筒内充填空気量を算出している。そして、このように算出された各気筒への筒内充填空気量に基づいて筒内充填空気量の気筒間バラツキを推定すると共に、この気筒間バラツキに応じて各気筒への燃料噴射量を調整することによって各気筒に充填される混合気の空燃比がばらつくのを抑制している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−７０６３３号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載の制御装置では、上述したように吸気管部分内の空気の増加量を算出するにあたり吸気管部分内の吸気圧を利用している。特に、吸気管部分内の空気の吸気圧が穏やかに推移するものと仮定して吸気管部分内の吸気圧を利用していると考えられるが、実際には吸気管部分内の吸気圧は吸気脈動により上下している。従って、斯かる吸気脈動を考慮せずに吸気管部分内の吸気圧に基づいて各気筒への筒内充填空気量や筒内充填空気量の気筒間バラツキを正確に算出するのは困難である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、吸気脈動を考慮しつつ各気筒への筒内充填空気量又は筒内充填空気量の気筒間バラツキを正確に算出し、それに基づいて内燃機関を制御することができる多気筒内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、第１の発明では、吸気弁の開閉弁時間が目標開閉弁時間となるように吸気弁を制御する多気筒内燃機関の制御装置において、筒内充填空気量の気筒間バラツキを推定し、推定された筒内充填空気量の気筒間バラツキが所定レベル以下の場合には、上記目標開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、推定された筒内充填空気量の気筒間バラツキが上記所定レベルよりも大きい場合には、運転パラメータ検出手段によって検出される少なくとも一つの機関運転パラメータに基づいて推定される吸気弁の推定開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、推定された各気筒への筒内充填空気量に基づいて多気筒内燃機関を制御する。
【００１０】
第２の発明では、第１の発明において、上記筒内充填空気量の気筒間バラツキは、各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間に基づいて推定される。
【００１１】
第３の発明では、第１の発明において、上記筒内充填空気量の気筒間バラツキは、各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下量に基づいて推定される。
【００１２】
上記課題を解決するために、第４の発明では、吸気弁の開閉弁時間が目標開閉弁時間となるように吸気弁を制御する多気筒内燃機関の制御装置において、上記目標開閉弁時間が所定値以下の場合には、上記目標開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、上記目標開閉弁時間が上記所定値よりも大きい場合には、運転パラメータ検出手段によって検出される少なくとも一つの機関運転パラメータに基づいて推定される吸気弁の推定開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、推定された各気筒への筒内充填空気量に基づいて多気筒内燃機関を制御する。
【００１３】
第５の発明では、第１〜第４のいずれか一つの発明において、上記少なくとも一つの機関運転パラメータは、各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間である。
【００１４】
第６の発明では、第１〜第５のいずれか一つの発明において、上記各気筒への筒内充填空気量の推定は、各気筒への筒内充填空気量を、基本空気量と、吸気弁の開弁に伴ってスロットル弁通過空気流量を超えて吸気管部分から気筒内に流入する超過空気量とに二分割し、吸気管部分にスロットル弁を介して流入するスロットル弁通過空気流量と吸気弁の目標開閉弁時間又は推定開閉弁時間とに基づいて基本空気量を算出し、各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下量に基づいて超過空気量を算出し、これら基本空気量と超過空気量とを合計することによって行われる。
【００１５】
第７の発明では、第１〜第５のいずれか一つの発明において、上記吸気弁の目標開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定する場合には、各気筒への筒内充填空気量を、基本空気量と、吸気弁の開弁に伴ってスロットル弁通過空気流量を超えて吸気管部分から気筒内に流入する超過空気量とに二分割し、吸気管部分にスロットル弁を介して流入するスロットル弁通過空気流量と上記吸気弁の目標開閉弁時間とに基づいて基本空気量を算出し、上記吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下量に基づいて超過空気量を算出し、これら基本空気量と超過空気量とを合計することによって各気筒への筒内充填空気量が推定され、上記吸気弁の推定開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定する場合には、上記運転パラメータ検出手段によって検出される少なくとも一つの機関運転パラメータに基づいて各気筒への筒内吸入空気流量の推移のｎ次近似式を導出し、該ｎ次近似式を推定開閉弁時間に亘って積分することによって各気筒への筒内充填空気量が推定される。
【００１６】
上記課題を解決するために、第８の発明では、吸気管部分の吸気圧を検出し、上記検出された吸気管部分の吸気圧に基づいて各気筒への筒内吸入空気流量の推移のｎ次近似式を導出し、該ｎ次近似式を推定開閉弁時間に亘って積分することによって各気筒への筒内充填空気量を推定し、推定された各気筒への筒内充填空気量に基づいて多気筒内燃機関を制御する。
【００１７】
第９の発明では、第７又は第８の発明において、上記ｎ次近似式は２次近似式である。
【００１８】
第１０の発明では、第７〜第９のいずれか一つの発明において、各気筒への筒内吸入空気流量の推移は複数のｎ次近似式で近似される。
【００１９】
上記課題を解決するために、第１１の発明では、吸気管部分の吸気圧を検出すると共に、検出された吸気圧に基づいて各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間を算出し、算出された各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間に基づいて各気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間を推定し、推定された各気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間に基づいて多気筒内燃機関を制御する。
【００２０】
第１２の発明では、第１１の発明において、上記吸気弁の開閉弁時間は、上記各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間に基づいて各気筒への筒内吸入空気流量の推移のｎ次近似式を導出すると共に、該導出されたｎ次近似式から算出される。
【００２１】
第１３の発明では、第１２の発明において、各気筒への筒内吸入空気流量の推移を複数のｎ次近似式で近似する。
【００２２】
第１４の発明では、第１１の発明において、上記各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間に加えて、これら算出された吸気圧の降下時間の全気筒分の平均値に基づいて各気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間を算出する。
【００２３】
第１５の発明では、第１１の発明において、上記各気筒に対応する吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下時間に加えて、１サイクルに亘る吸気圧の平均値に基づいて予想された吸気弁の開閉弁時間の全気筒平均値に基づいて各気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間を算出する。
【００２４】
第１６の発明では、第１１〜第１５のいずれか１項の発明において、上記推定された各気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間に基づいて各気筒への筒内充填空気量を推定し、推定された各気筒への筒内充填空気量に基づいて多気筒内燃機関を制御し、上記各気筒への筒内充填空気量の推定は、各気筒への筒内充填空気量を、基本空気量と、吸気弁の開弁に伴ってスロットル弁通過空気流量を超えて吸気管部分から気筒内に流入する超過空気量とに二分割し、吸気管部分にスロットル弁を介して流入するスロットル弁通過空気流量と上記推定された吸気弁の開閉弁時間とに基づいて基本空気量を算出し、上記吸気弁の開弁に伴う吸気圧の降下量に基づいて超過空気量を算出し、これら基本空気量と超過空気量とを合計することによって行われる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、吸気脈動を考慮しつつ各気筒への筒内充填空気量又は筒内充填空気量の気筒間バラツキを正確に算出し、それに基づいて内燃機関を制御することができる多気筒内燃機関の制御装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明を筒内噴射型火花点火式内燃機関に適用した場合を示している。なお、本発明は別の火花点火式内燃機関や圧縮自着火式内燃機関に適用することも可能である。
【００２７】
図１に示したように、本実施形態では、例えば八つの気筒を備えた機関本体１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２内で往復動するピストン３と、シリンダブロック２上に固定されたシリンダヘッド４とを具備する。ピストン３とシリンダヘッド４との間には燃焼室５が形成される。シリンダヘッド４には各気筒毎に吸気弁６と、吸気ポート７と、排気弁８と、排気ポート９とが配置される。さらに、図１に示したようにシリンダヘッド４の内壁面の中央部には点火プラグ１０が配置され、シリンダヘッド４内壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置される。また、ピストン３の頂面には燃料噴射弁１１の下方から点火プラグ１０の下方まで延びるキャビティ１２が形成されている。
【００２８】
各気筒の吸気ポート７は吸気枝管１３を介してサージタンク１４に連結され、サージタンク１４は吸気管１５を介してエアクリーナ１６に連結される。吸気管１５内にはステップモータ１７によって駆動されるスロットル弁１８が配置される。なお、本明細書では、スロットル弁１８下流の吸気管１５、サージタンク１４、吸気枝管１３、及び吸気ポート７から成る吸気通路の部分、すなわちスロットル弁１８から吸気弁６までの吸気通路の部分を「吸気管部分」ＩＭと称する。一方、各気筒の排気ポート９は排気枝管及び排気管１９を介して排気浄化装置２０を内蔵した触媒コンバータ２１に連結され、この触媒コンバータ２１はマフラ（図示せず）を介して大気に連通される。また、各気筒の吸気弁６は吸気弁駆動装置（可変動弁機構）２２により開閉弁駆動される。吸気弁駆動装置２２は、吸気弁６の位相角、作用角及びリフト量を変更することができる。
【００２９】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１はデジタルコンピュータから成り、双方向性バス３２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３４、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３５、入力ポート３６及び出力ポート３７を具備する。スロットル弁１８上流の吸気管１５には吸気管１５を通過する空気（吸気ガス）の流量を検出するためのエアフロメータ４０が配置される。また、サージタンク１４には、吸気管部分ＩＭ内の空気の圧力（以下、「吸気圧」と称す）Ｐｍを検出するための吸気圧センサ４１が配置される。更に、アクセルペダル４２にはアクセルペダル４２の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４３が接続され、スロットル弁１８にはスロットル弁１８の開度を検出するためのスロットル開度センサ（図示せず）が設けられる。これらセンサ４０、４１、４３の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。更に、入力ポート３６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。ＣＰＵ３５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が計算される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路３９を介して点火プラグ１０、燃料噴射弁１１、ステップモータ１７、及び吸気弁駆動装置２２にそれぞれ接続され、これらは電子制御ユニット３１からの出力に基づいて制御される。
【００３０】
図２は、吸気弁駆動装置２２が作動されるのに伴って吸気弁６の位相角、作用角及びリフト量が変化する様子を示した図である。ここで、吸気弁６の位相角は、吸気弁６の開閉弁時期を意味しており、本実施形態では作用角及びリフト量が変更されることなく位相角を進角または遅角（実線→一点鎖線）させることができる。一方、作用角は吸気弁が開弁されてから閉弁されるまでの期間の長さ（開閉弁時間）を意味しており、本実施形態ではリフト量と共に変更される。例えば、吸気弁６の作用角が減少せしめられるのに伴って吸気弁６のリフト量が減少せしめられる（実線→破線）。なお、本実施形態によれば、吸気弁６の位相角、作用角及びリフト量は吸気弁駆動装置２２により連続的に変更せしめられる。
【００３１】
ところで、本実施形態の内燃機関では、ｉ番気筒（ｉ＝１，２，…，８）の燃料噴射量（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・ηｉ・ｋ    …（１）
ここでＴＡＵｂは基本燃料噴射量、ηｉはｉ番気筒の空気量バラツキ補正係数、ｋはその他の補正係数をそれぞれ表している。
【００３２】
基本燃料噴射量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量である。この基本燃料噴射量ＴＡＵｂは、機関運転状態に関するパラメータ（例えば、機関負荷及び機関回転数ＮＥ等。以下、「機関運転パラメータ」と称す）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か、或いは機関運転パラメータに基づいた数式により算出される。また、補正係数ｋは空燃比補正係数、加速増量補正係数等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。
【００３３】
ｉ番気筒において吸気弁閉弁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ηｉは各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉの気筒間の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ηｉは例えば次式（２）に基づいて算出される。
ηｉ＝Ｍｃｉ／Ｍｃａｖｅ    …（２）
ここで、Ｍｃａｖｅは全気筒の筒内充填空気量Ｍｃｉの平均値（＝ΣＭｃｉ／８。「８」は気筒数を表す）を表している。
【００３４】
ここで、例えば吸気管部分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に気筒間でバラツキが生じる虞がある。また、弁部分に関する組み付け公差や機差等が気筒間で生じている場合があり、この場合にも筒内充填空気量Ｍｃｉには気筒間でバラツキが生じる虞がある。筒内充填空気量Ｍｃｉに気筒間でバラツキが生じた場合に全ての気筒について燃料噴射量を等しいままとすると、空燃比や出力トルクに気筒間でバラツキが生ずることになる。そこで本実施形態では、空気量バラツキ補正係数ηｉ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。
【００３５】
なお、燃料噴射が実際に行われるタイミングが燃料噴射量ＴＡＵｉ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（１）における基本燃料噴射量ＴＡＵｂを式（１）による燃料噴射量ＴＡＵｉ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。
【００３６】
或いは、ｉ番気筒の燃料噴射量ＴＡＵｉを次式（３）に基づいて算出することもできる。
ＴＡＵｉ＝Ｍｃｉ・ｋ／ＡＦｔ    …（３）
ここで、ＡＦｔは目標空燃比である。
【００３７】
このように、燃料噴射量ＴＡＵｉ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、全ての気筒について混合気の空燃比を目標空燃比と一致させて空燃比の気筒間でのバラツキをなくすためには、各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉ又は筒内充填空気量の気筒間バラツキを正確に求める必要がある。
【００３８】
本実施形態では、ｉ番気筒に対応する吸気弁６の開弁に伴う吸気圧Ｐｍの低下量である吸気圧降下量（以下、「ｉ番気筒に対応する吸気圧降下量」と称す）ΔＰｍｄｗｎｉに基づいて各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉが算出される。次に、図３〜図５を参照しながらまず吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉについて説明する。
【００３９】
図３は、吸気圧センサ４１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に示した内燃機関における吸気順序は、＃１−＃８−＃４−＃３−＃６−＃５−＃７−＃２である。図３において、ＯＰｉ（ｉ＝１，２，…，８）はｉ番気筒の吸気弁６の開閉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、或る気筒への吸気が開始されると、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番気筒の吸気弁６が開弁することにより吸気圧Ｐｍに生ずる上向きのピークがＵＰｉで、下向きのピークがＤＮｉでそれぞれ示されている。
【００４０】
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Ｐｍｍａｘｉ、下向きのピークＤＮｉにおける吸気圧Ｐｍを最小値Ｐｍｍｉｎｉと称すると、ｉ番気筒への吸気が行われることにより吸気圧Ｐｍが最大値Ｐｍｍａｘｉから最小値Ｐｍｍｉｎｉまで低下する。従って、この場合のｉ番気筒に対応する吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉは次式（４）で表される。
ΔＰｍｄｗｎｉ＝Ｐｍｍａｘｉ−Ｐｍｍｉｎｉ    …（４）
【００４１】
一方、図４に示されるように、吸気弁６が開弁すると、吸気管部分ＩＭから流出してｉ番気筒の筒内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１８を通過して吸気管部分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。
【００４２】
即ち、吸気管部分ＩＭ内にスロットル弁１８を介して空気がスロットル弁通過空気流量ｍｔだけ流入し、ｉ番気筒への吸気が行われると吸気管部分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、このため吸気管部分ＩＭ内の圧力である吸気圧Ｐｍが吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉだけ低下する。
【００４３】
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ηｉに対する吸気弁開閉弁時期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。
【数１】
2006257989.tif 000003
ここで、ｉ番気筒への吸気により吸気圧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ｔｍａｘｉ、ｉ番気筒への吸気により吸気圧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ｔｍｉｎｉとすると、Δｔｄｗｎｉは上向きピーク発生時刻ｔｍａｘｉから下向きピーク発生時刻ｔｍｉｎｉまでの吸気圧の降下時間（ｓｅｃ、ｔｍｉｎｉ−ｔｍａｘｉ）を、Δｔｏｃは吸気弁の開閉弁時間（ｓｅｃ、吸気弁の開閉弁期間の長さ）を、それぞれ表している（図４参照）。
【００４４】
式（５）において、右辺第１項は図４にＴ１で示される部分（以下、「領域Ｔ１」と称す）、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（以下、「領域Ｔ２」と称す）、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。
【００４５】
上述したように、吸気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、この期間においては、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。領域Ｔ１はこのように、吸気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。
【００４６】
従って、一般化して言うと、筒内充填空気量を領域Ｔ２の面積で表される基本空気量と領域Ｔ１の面積で表される超過空気量とに分割し、超過空気量は、吸気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、各気筒について基本空気量と超過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。
【００４７】
一方、吸気管部分ＩＭについての質量保存則は、吸気管部分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。
【数２】
2006257989.tif 000004
ここで、Ｖｍは吸気管部分ＩＭの容積（ｍ3）を、Ｒａは気体定数を空気の平均分子量で除算した値（以下、単に「気体定数」と称す）を、Ｔｍは吸気管部分ＩＭ内の空気の温度（Ｋ、以下、「吸気温度」と称す）をそれぞれ表している（図５参照）。式（６）は、Ｖｍ／ＲａをパラメータＫｍとして表すと、次式（７）のように変形される。
【数３】
2006257989.tif 000005
【００４８】
時刻ｔｍａｘｉから時刻ｔｍｉｎｉまでの間には吸気圧Ｐｍが吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉだけ低下するため、式（５）は式（７）を用いて次式（８）のように書き直すことができる。
【数４】
2006257989.tif 000006
【００４９】
そうすると、吸気圧Ｐｍを吸気圧センサ４１により検出して吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉ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をエアフロメータ４０やスロットル開度センサにより検出した空気流量やスロットル開度等から算出してその平均値ｍｔａｖｅ（以下、「スロットル弁通過空気流量ｍｔ」にはその平均値ｍｔａｖｅも含まれるものとして説明する）を算出し、時刻ｔｍａｘｉ、ｔｍｉｎｉを吸気圧Ｐｍから検出して降下時間Δｔｄｗｎｉ（＝ｔｍｉｎｉ−ｔｍａｘｉ）を算出すれば、式（８）を用いて各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出できることになる。
【００５０】
式（８）における吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃは、例えば目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇとされる。ここで、ＥＣＵ３１は、例えば負荷センサ４３によって検出された機関負荷や、クランク角センサ４４によって検出された機関回転数等に基づいて機関運転状態が最適となるように吸気弁６の目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇを決定し、吸気弁駆動装置２２は吸気弁６の開閉弁時間が目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇとなるように吸気弁６を駆動する。従って、弁部分の磨耗等が無ければ、すなわち全ての気筒において吸気弁駆動装置２２が設計どおりに吸気弁６を駆動できれば、基本的に全ての吸気弁６の開閉弁時間は目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇとなっており、式（８）における吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃを目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇとすることで各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを正確に算出することができる。
【００５１】
ところが、上述したように弁部分の磨耗等により吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃは目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇとなっていない場合もあり、特に吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃは気筒間でばらつくことがある。このように、実際の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃが気筒間でばらついている場合に吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃを目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇとして式（８）により各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出すると、右辺第２項、すなわち図４の領域Ｔ２の算出誤差が大きく、よって各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを正確に算出することができない。
【００５２】
従って、特に実際の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃの気筒間バラツキが大きいような場合、すなわち筒内充填空気量Ｍｃｉの気筒間バラツキが大きいような場合には、吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃを目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇとせず、吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃの気筒間バラツキを考慮した値として各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出する必要がある。そこで、本発明では、筒内充填空気量の気筒間バラツキを考慮して各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出する。以下に、筒内充填空気量の気筒間バラツキを考慮したｉ番気筒に対応する吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉの算出方法について説明する。
【００５３】
まず、図６を参照して、ｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉの一つ目の算出方法について説明する。ところで、筒内充填空気量に気筒間バラツキが発生していないと仮定した場合、すなわち吸気弁６の開閉弁時間に気筒間バラツキが発生していないと仮定した場合、上述したように全ての気筒について吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃは目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇに一致していると考えられる。この場合、吸気弁６の開弁に伴う降下時間Δｔｄｗｎにも同様に気筒間バラツキは発生しておらず、よって全ての気筒について降下時間Δｔｄｗｎは等しい。さらに、この場合、降下時間Δｔｄｗｎがとると予想される値（以下、「予想降下時間」と称す）Δｔｄｗｎｔｒｇは、目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇから吸気弁６のバルブリフト量の推移を考慮した予め求められたマップやその他のマップまたは数式によって算出することができる（図６左参照）。
【００５４】
一方、吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃの気筒間バラツキは基本的に降下時間Δｔｄｗｎの気筒間バラツキに比例すると考えられる。従って、吸気圧センサ４１の出力に基づいて算出されたｉ番気筒に対応する吸気弁６の開弁に伴う降下時間（以下、「ｉ番気筒に対応する降下時間」と称す）Δｔｄｗｎｉの予想降下時間Δｔｄｗｎｔｒｇに対する割合は、ｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉの目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇに対する割合と等しく（図６右参照）、よってｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉは次式（９）によって算出することができる。
【数５】
2006257989.tif 000007
【００５５】
すなわち、一つ目の算出方法によれば、開閉弁時間Δｔｏｃの気筒間バラツキを降下時間Δｔｄｗｎの気筒間バラツキ（特に、予想降下時間Δｔｄｗｎｔｒｇに対するΔｔｄｗｎの気筒間バラツキ）から推定し、推定した開閉弁時間Δｔｏｃの気筒間バラツキに基づいて目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇを気筒毎に補正することで、ｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出している。これにより、一つ目の算出方法によれば、比較的正確に各気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出することができ、よってこれを式（８）に代入して各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出することにより各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを比較的正確に算出することができる。
【００５６】
次に、図７を参照して、ｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉの二つ目の算出方法について説明する。吸気圧センサ４１の出力に基づいて算出されたｉ番気筒に対応する降下時間Δｔｄｗｎｉの全気筒平均値（以下、「平均降下時間」と称す）Δｔｄｗｎａｖｅは、降下時間Δｔｄｗｎの気筒間バラツキを全気筒に亘ってならした値であるため、吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃに気筒間バラツキが無いと仮定して算出された値である予想降下時間Δｔｄｗｎｔｒｇとほぼ等しいと考えられる。そこで、本実施形態では、上述した一つ目の算出方法における予想降下時間Δｔｄｗｎｔｒｇの代わりに、平均降下時間Δｔｄｗｎａｖｅを用いてｉ番気筒の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出すものであり（図７参照）、ｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉは次式（１０）によって算出することができる。
【数６】
2006257989.tif 000008
【００５７】
すなわち、二つ目の算出方法によれば、開閉弁時間Δｔｏｃの気筒間バラツキを平均降下時間Δｔｄｗｎａｖｅに対する降下時間Δｔｄｗｎの気筒間バラツキから推定し、推定した開閉弁時間Δｔｏｃの気筒間バラツキに基づいて目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇを気筒毎に補正することで、ｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出している。これにより、二つ目の算出方法によれば、一つ目の算出方法に比べて事前に予想降下時間Δｔｄｗｎｔｒｇを算出する必要がなく、ＥＣＵ３１における計算負荷を低減しながらも各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを比較的正確に算出することができる。
【００５８】
次に、図８を参照して、ｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉの三つ目の算出方法について説明する。ところで、上記一つ目及び二つ目の算出方法においては吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃに気筒間バラツキが発生していないと仮定した場合、吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃは目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇに一致しているものとしてｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出している。しかしながら、実際には吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃが全体的にずれている場合には、吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃに気筒間バラツキが発生していないと仮定しても吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃは目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇに一致していない。
【００５９】
一方、機関回転数及び機関負荷等の機関運転パラメータが同一であれば、気筒間バラツキが発生していないと仮定した場合の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃと１サイクル（本実施形態の内燃機関では７２０°クランク角）あたりの吸気圧の平均値（以下、「サイクル平均吸気圧」と称す）Ｐｍａｖｅとの間には図８に示したような関係がある。吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃが目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇから全体的にずれていなければ、吸気圧センサ４１によって検出されるサイクル平均吸気圧は図８において目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇに対応する吸気圧Ｐｍａｖｅｔｒｇに一致する。しかし、吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃが目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇから全体的にずれている場合には、吸気圧センサ４１によって検出されるサイクル平均吸気圧Ｐｍａｖｅは図８において目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇに対応する吸気圧Ｐｍａｖｅｔｒｇに一致しない。逆に、この場合、図８に基づいて、サイクル平均吸気圧Ｐｍａｖｅから、全体的なずれによって目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇからずれている場合における吸気弁６の開閉弁時間の全気筒平均値（以下、「予想開閉弁時期」と称す）Δｔｏｃｐｍを予想することができる。
【００６０】
そこで、三つ目の算出方法においては、吸気圧センサ４１の出力に基づいてサイクル平均吸気圧Ｐｍａｖｅを算出し、算出したサイクル平均吸気圧Ｐｍａｖｅに基づいて図８に示したようなマップを用いて、全体的なずれを加味した吸気弁６の予想開閉弁時期Δｔｏｃｐｍを算出する。そして、算出された予想開閉弁時期Δｔｏｃｐｍを、例えば二つ目の算出方法における目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇの代わりに用いる（図７参照）。
【００６１】
すなわち、本実施形態では、吸気圧センサ４１によって検出された吸気圧に基づいて目標開閉弁時期Δｔｏｃｔｒｇに対する開閉弁時期の全体的なずれを算出し、このずれを加味して算出された予想開閉弁時期Δｔｏｃｔｒｇを開閉弁時間の気筒間バラツキに基づいて気筒毎に補正することで、ｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出している。これにより、開閉弁時間Δｔｏｃの全体的なずれ及び気筒間バラツキを考慮してｉ番気筒の開閉弁時間を算出することができ、よってこれを式（８）に代入して各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出することにより各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉをより正確に算出することができる。
【００６２】
図９は、上記三つ目の算出方法によってｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出するための制御ルーチンのフローチャートである。この制御ルーチンは所定時間間隔の割り込みによって行われる。
【００６３】
図９に示したように、まず、ステップ１０１では、吸気圧センサ４１によって吸気圧Ｐｍが検出され、スロットル開度センサによって検出されるスロットル開度等によってスロットル弁通過空気流量ｍｔが算出され、さらに、吸気管部分ＩＭ内の温度を検出するための温度センサ（図示せず）によって吸気温度Ｔｍが検出される。次に、ステップ１０２において、ステップ１０１で検出された吸気圧Ｐｍの推移から、ｉ番気筒に対応する吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉ（＝Ｐｍｍａｘｉ−Ｐｍｍｉｎｉ）及び降下時間Δｔｄｗｎｉ（＝ｔｍｉｎｉ−ｔｍａｘｉ）が算出される。
【００６４】
次いで、ステップ１０３において、前回ステップ１０３において１サイクルが経過したと判断されてから１サイクルが経過したか否か、或いは１番気筒吸気上死点を通過したか否かが判断される。１番気筒吸気上死点を通過していないと判断された場合には、制御ルーチンが終了せしめられる。一方、ステップ１０３において１番気筒吸気上死点を通過したと判断された場合にはステップ１０４へと進む。
【００６５】
ステップ１０４では、ステップ１０１で検出された吸気圧Ｐｍの１サイクルに亘る平均値、すなわちサイクル平均吸気圧Ｐｍａｖｅが算出される。さらに、ステップ１０２で算出されたｉ番気筒に対応する降下時間Δｔｄｗｎｉの１サイクルに亘る平均値、すなわち平均降下時間Δｔｄｗｎａｖｅが算出される。次いで、ステップ１０５では、ステップ１０４において算出されたサイクル平均吸気圧Ｐｍａｖｅから図８に示したグラフに基づいて予想開閉弁時期Δｔｏｃｐｍが算出される。ステップ１０６では、ステップ１０５で算出された予想開閉弁時間Δｔｏｃｐｍ、ステップ１０４で算出された平均降下時間Δｔｄｗｎａｖｅ、ステップ１０２で算出された降下時間Δｔｄｗｎｉから下記式（１１）に基づいてｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉが１番気筒から８番気筒まで算出される。
【数７】
2006257989.tif 000009
【００６６】
ステップ１０７では、ステップ１０６で算出された開閉弁時間Δｔｏｃｉ及びステップ１０１、１０２で検出又は算出された吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉ、吸気温Ｔｍ、スロットル弁通過空気流量ｍｔ、降下時間Δｔｄｗｎｉを用いて式（８）に基づいてｉ番気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉが１番気筒から８番気筒についてそれぞれ算出される。
【００６７】
次に、図１０を参照して、ｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉの四つ目の算出方法について説明する。ところで、吸気弁駆動装置２２が吸気カム（図示せず）を用いる場合には吸気カムのカムプロフィールに、吸気弁駆動装置２２が電磁駆動式である場合には駆動装置の特性にもよるが、多くの場合、ｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉの推移は図１０に示したように二次曲線に近似することができる。従って、四つ目の算出方法によれば、ｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉの推移を二次曲線に近似することによりｉ番気筒に対応する吸気弁６の開閉弁時期Δｔｏｃｉを算出するようにしている。
【００６８】
より具体的には、図１０に示したように、時刻（またはクランク角）をｘ軸とし、ｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉをｙ軸とすると共に、ｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉがピークとなる時刻を零として座標を設定する。このように座標を設定するとｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉの推移は下記式（１２）で近似することができる。
ｙ＝ａｘ2＋ｂ    …（１２）
ここで、式（１２）中のａ及びｂは定数である。
【００６９】
図４において説明したようにｉ番気筒に対応する降下時間をΔｔｄｗｎｉとすると、スロットル弁通過空気流量ｍｔとｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉとはｉ番気筒に対応する降下時間Δｔｄｗｎｉの時間間隔をあけて互いに交わる。従って、式（１２）の近似曲線は、図１０に示したように、地点Ａ（−Δｔｄｗｎｉ／２、ｍｔ）及び地点Ｂ（Δｔｄｗｎｉ／２、ｍｔ）を通る。これを式（１２）に代入すると下記式（１３）が導かれる。
ｍｔ＝ａ・（Δｔｄｗｎｉ／２）2＋ｂ    …（１３）
【００７０】
一方、図１０における面積Ｓ（斜線部分）は、地点Ａから地点Ｂについて式（１２）を時間積分することによって下記式（１４）によって算出することができる。
【数８】
2006257989.tif 000010
この図１０における面積Ｓは図４における領域Ｔ１の面積に相当することから、式（１４）は下記式（１５）のように表すことができる。
【数９】
2006257989.tif 000011
【００７１】
ここで、スロットル弁通過空気流量ｍｔはエアフロメータ４０やスロットル開度センサの出力等から算出され、ｉ番気筒に対応する吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉ及び降下時間Δｔｄｗｎｉは吸気圧センサ４１の出力等から算出されるため、式（１３）及び式（１５）にこれら算出された値を代入することにより、式（１２）の定数ａ及びｂを算出することができ、よってｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉの近似式（１２）を得ることができる。
【００７２】
この近似式（１２）においてｙ＝０とした場合に算出される二つのｘの値は、それぞれ図１０における地点Ｃ及び地点Ｄのｘ座標を表しており、これら二つのｘの値の差分はｉ番気筒に対応する吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを表している。従って、ｉ番気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間Δｔｏｃｉは下記式（１６）のように表すことができる。
【数１０】
2006257989.tif 000012
【００７３】
すなわち、四つ目の算出方法では、筒内吸入空気流量ｍｃｉの推移を二次曲線に近似すると共にその近似式（１２）を吸気圧センサ４１の出力に基づいて算出された吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉ及び降下時間Δｔｄｗｎｉ及びスロットル開度等から算出されたスロットル弁通過空気流量ｍｔから求め、求められた近似式（１２）からｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出している。このように四つ目の算出方法によれば近似式を用いて吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出していることから、吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを比較的正確に算出することができる。これにより、算出された開閉弁時間Δｔｏｃｉを式（８）に代入して各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出することにより各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉをより正確に算出することができる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、近似式（１２）からｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出し、算出された開閉弁時間Δｔｏｃｉを式（８）に代入することによって筒内充填空気量Ｍｃｉを算出しているが、近似式（１２）を地点Ｃから地点Ｄまで積分することによって、すなわち下記式（１７）によって各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出してもよい。このように各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出すると、筒内吸入空気流量の推移が二次曲線に非常に近いような場合には各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを比較的正確に算出することができる。
【数１１】
2006257989.tif 000013
【００７５】
次に、図１１及び図１２を参照して、ｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉの五つ目の算出方法について説明する。
【００７６】
図１１は、吸気弁６の開弁時期と気筒内の圧力（以下、「筒内圧」と称す）の推移との関係を示した図である。図中、横軸はクランク角、縦軸はｉ番気筒の筒内圧Ｐｃｉをそれぞれ示しており、また実線ｘは時期Ｘに吸気弁６が開弁された場合、破線ｙは時期Ｙに吸気弁６が開弁された場合、一点鎖線ｚは時期Ｚに吸気弁６が開弁された場合における筒内圧Ｐｃｉの推移を示している。さらに、図中の二点鎖線は、吸気管部分ＩＭ内の吸気圧Ｐｍの平均値を示している。
【００７７】
図１１からわかるように、吸気弁６の開弁時期に関わらず、吸気上死点（図中のＴＤＣ）直後においては、筒内圧Ｐｃｉは高い。これは、排出行程により筒内容積が最小となっているためである。その後の吸気行程において筒内容積が徐々に大きくなるため、それに伴って筒内圧Ｐｃｉは徐々に低下していく。吸気弁６の開弁時期が早い場合には、実線ｘで示したように、筒内圧Ｐｃｉが吸気管部分ＩＭ内の吸気圧Ｐｍよりも高い状態で吸気弁６が開弁されることになる。このため、吸気弁６開弁直後においては、吸気管部分ＩＭから気筒内へはほとんど空気が吸入されないか又は非常にゆっくりと空気が吸入され、その後筒内容積が大きくなるのに伴って急激に気筒内へ空気が吸入される。このように急激に気筒内へ空気が吸入されるときの筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇速度は非常に速い。
【００７８】
吸気弁６の開弁時期が遅くなると、破線ｙで示したように、筒内圧Ｐｃｉが吸気管部分ＩＭ内の吸気圧Ｐｍとほぼ等しい状態で吸気弁６が開弁されることになる。このため、吸気弁６の開弁直後においては、実線ｘに示した場合に比べて、吸気管部分ＩＭから気筒内へほとんど空気が吸入されない期間が短くなると共に、その後の筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇速度は遅くなる。吸気弁６の開弁時期がさらに遅くなると、一点鎖線ｚで示したように、筒内圧Ｐｃｉが吸気管部分ＩＭ内の吸気圧Ｐｍよりも低い状態で吸気弁６が開弁されることになる。このため、吸気管部分ＩＭから気筒内へほとんど空気が吸入されない期間を経ることなく吸気弁６の開弁直後から気筒内へ空気が吸入され、このときの筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇速度は遅い。
【００７９】
このように、吸気弁６が開弁してから実際に筒内に空気が吸入されるまでの時間と、空気が吸入され始めてからの筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇速度は、吸気弁６の開弁時期によって変化する。一方、筒内吸入空気流量ｍｃｉがピークをむかえた後においては、図１１に示したように吸気弁６の開弁時期に関わらず筒内吸入空気流量ｍｃｉが吸気管部分ＩＭの吸気圧Ｐｍに収束していくため、筒内吸入空気流量ｍｃｉの下降速度は吸気弁６の開弁時期に関わらずあまり変化しない。従って、吸気弁６の開弁時期におうじて、筒内吸入空気流量ｍｃｉのピークまでの上昇速度とピーク後の下降速度とは異なるものとなる。
【００８０】
そこで、五つ目の算出方法では、筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇時と下降時とで異なる二次曲線でｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉの推移を近似することで、実際の筒内吸入空気流量ｍｃｉの推移と二次曲線との近似性を高めることとしている。
【００８１】
より具体的には、図１２に示したように、時刻をｘ軸とし、ｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉをｙ軸とすると共に、ｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉがピークとなる時刻を零として座標を設定する。このように座標を設定するとｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉの推移は、筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇時を表す下記式（１８）と、筒内吸入空気流量ｍｃｉの下降時を表す下記式（１９）との二つの式で近似することができる。
ｙ＝ａｘ2＋ｂ    （ｘ＜０）  …（１８）
ｙ＝ｃｘ2＋ｂ    （ｘ≧０）  …（１９）
ここで、式（１８）、（１９）中のａ、ｂ及びｃは定数である。
【００８２】
図１０に関して説明したようにスロットル弁通過空気流量ｍｔの直線とｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉの曲線とは、ｉ番気筒に対応する降下時間Δｔｄｗｎｉの時間間隔をあけて互いに交わる（図１２の地点Ａ’及び地点Ｂ’）。ただし、筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇速度と下降速度とが異なる場合には、地点Ａ’と地点Ｂ’との中心のｘ座標は零にならない。そこで、地点Ａ’と地点Ｂ’との中心のｘ座標の零からのずれ量をαとすると、図１２に示したように、式（１８）の近似曲線は地点Ａ’（−Δｔｄｗｎｉ／２＋α、ｍｔ）を通り、式（１９）の近似曲線は地点Ｂ’（Δｔｄｗｎｉ／２＋α、ｍｔ）を通る。これを式（１８）及び（１９）にそれぞれ代入すると下記式（２０）及び式（２１）がそれぞれ導かれる。
ｍｔ＝ａ・（−Δｔｄｗｎｉ／２＋α）2＋ｂ    （ｘ＜０）  …（２０）
ｍｔ＝ｃ・（Δｔｄｗｎｉ／２＋α）2＋ｂ    （ｘ≧０）  …（２１）
【００８３】
一方、図１２における面積Ｓ’（斜線部分）は、地点Ａ’からｘ＝０について式（１８）を、ｘ＝０から地点Ｂ’について式（１９）をそれぞれ時間積分したものを合計することで下記式（２２）によって算出することができる。
【数１２】
2006257989.tif 000014
この図１２における面積Ｓは図４における領域Ｔ１の面積に相当することから、式（１４）は下記式（２３）のように表すことができる。
【数１３】
2006257989.tif 000015
【００８４】
ここで、筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇速度に応じてずれ量αの値が変わる。すなわち、吸気弁６が開弁してから実際に筒内に空気が吸入されるまでの時間が長く且つ空気が吸入され始めてからの筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇速度が速い場合には、筒内吸入空気流量ｍｃｉの下降時間に対して上昇時間が短いものとなるため、ずれ量αは大きい値となる。逆に、吸気弁６が開弁してから実際に筒内に空気が吸入されるまでの時間が短く且つ空気が吸入され始めてからの筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇速度が遅い場合には、上記の場合に比べて筒内吸入空気流量ｍｃｉの下降時間に対する上昇時間が長いものとなるため、ずれ量αは小さい値となる。また、上述したように、吸気弁６が開弁してから実際に筒内に空気が吸入されるまでの時間及び空気が吸入され始めてからの筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇速度は吸気弁６の開弁時期に応じて異なる。
【００８５】
そこで、五つ目の算出方法では、ずれ量αの値は吸気弁６の開弁時期に基づいて予め求められたマップにより又は計算式により算出される。具体的には、吸気弁６の開弁時期が進角されるとずれ量αは大きくなり、吸気弁６の開弁時期が遅角されるとずれ量αは小さくなる。
【００８６】
また、スロットル弁通過空気流量ｍｔ、吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉ及び降下時間Δｔｄｗｎｉはエアフロメータ４０及び吸気圧センサ４１の出力等から算出されるため、式（２０）、式（２１）及び式（２３）にこれら算出された値及びずれ量αを代入することにより、式（１８）及び式（１９）の定数ａ、ｂ及びｃを算出することができ、よってｉ番気筒への筒内吸入空気流量ｍｃｉの近似式（１８）及び（１９）を得ることができる。
【００８７】
これら近似式（１８）及び（１９）においてｙ＝０とした場合に算出される二つのｘの値は、それぞれ図１２における地点Ｃ’及び地点Ｄ’を表しており、これら二つのｘの値の差分はｉ番気筒に対応する吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを表している。従って、ｉ番気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間Δｔｏｃｉは下記式（２４）のように表すことができる。
【数１４】
2006257989.tif 000016
【００８８】
すなわち、五つ目の算出方法では、筒内吸入空気流量ｍｃｉの推移を二つの二次曲線で近似すると共にその近似式（１８）及び（１９）を吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉ、降下時間Δｔｄｗｎｉ、スロットル弁通過空気流量ｍｔ及び吸気弁６の開弁時期から算出されたずれ量αから求め、求められた近似式からｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出している。五つ目の算出方法によれば、筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇時と下降時とで異なる二次曲線に近似させていることにより、筒内吸入空気流量ｍｃｉの上昇速度が変わっても正確にｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出することができる。これにより、算出された開閉弁時間Δｔｏｃｉを式（８）に代入して各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出することにより各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉをより正確に算出することができる。
【００８９】
なお、上記五つ目の算出方法では、近似式（１８）及び（１９）からｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出し、算出された開閉弁時間Δｔｏｃｉを式（８）に代入することによって各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出しているが、近似式（１８）及び（１９）を地点Ｃ’から地点Ｄ’まで時間積分することによって、すなわち下記式（２５）によって各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出してもよい。
【数１５】
2006257989.tif 000017
【００９０】
また、上記五つ目の算出方法では、筒内吸入空気流量の上昇時と下降時とで近似する二次曲線を分けているが、上昇時と下降時とで分けなくてもよく、例えば筒内吸入空気流量がピークに達する前又は後において、近似する二次曲線を分けてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、筒内吸入空気流量の推移を二次曲線で近似しているが、近似曲線は二次曲線に限られず、ｎ次曲線（ｎは任意）に近似することが可能である。例えば、吸気弁のリフト量は吸気弁開弁直後または吸気弁閉弁直前において図１０及び図１２に示した二次曲線に近似した場合に比べて滑らかに上昇及び下降する（図１３の実線参照）。従って、開弁直後または閉弁直前における吸気弁のリフト量については、四次曲線で近似することにより正確な近似が可能となり、よって吸気弁６の作用角を比較的正確に算出することができる。ただし、吸気弁６のリフト量が小さいときには、実際には吸気管部分ＩＭから気筒内にはほとんど空気が吸入されず、実質的な筒内吸入空気流量は極めて少ない。このため、筒内吸入空気流量に有効に作用する吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出する場合には筒内吸入空気流量の推移を二次曲線で近似するのが好ましい。
【００９２】
さらに、上記算出方法において、吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎや降下時間Δｔｄｗｎの算出は、１サイクル毎に、すなわち１サイクルに亘る吸気圧センサ４１の出力のみに基づいて行ってもよいし、機関運転状態が定常運転状態（機関負荷や機関回転数等の機関運転パラメータが変化しない運転状態）にある場合において、複数サイクル毎に、すなわち複数サイクルに亘る吸気圧センサ４１の出力に基づいて行ってもよい。
【００９３】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
【００９４】
ところで、上述したように、吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃの気筒間バラツキが大きい場合、すなわち筒内充填空気量の気筒間バラツキが大きい場合に式（８）のｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇとして各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出する（以下、「目標開閉弁時間利用法」と称す）と、各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを正確に算出することができない。
【００９５】
一方、上述した五つの算出方法（以下、「降下時間利用法」と称す）では、吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉの気筒間バラツキが小さい場合には、各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを正確に算出することができない。すなわち、上述した五つの算出方法では、いずれの方法においてもｉ番気筒に対応する吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出するにあたりｉ番気筒に対応する降下時間Δｔｄｗｎｉを利用している。このｉ番気筒に対応する降下時間Δｔｄｗｎｉは、吸気圧センサ４１によって検出された吸気圧に基づいて算出されるが、多少の測定誤差が存在する。
【００９６】
そして、筒内充填空気量の気筒間バラツキが小さい場合には、目標開閉弁時間利用法で算出することによって生じる筒内充填空気量の誤差、すなわち気筒間バラツキのある開閉弁時間Δｔｄｗｎを目標開閉弁時間Δｔｄｗｎｔｒｇと擬制することによって生じる筒内充填空気量の誤差は、降下時間利用法で算出することによって生じる筒内充填空気量の誤差、すなわち開閉弁時間Δｔｄｗｎの測定誤差によって生じる筒内充填空気量の誤差よりも小さい。
【００９７】
そこで、第二実施形態では、筒内充填空気量の気筒間バラツキが小さい場合、すなわち筒内充填空気量の気筒間バラツキが所定レベル以下である場合には、式（８）の開閉弁時間Δｔｏｃに目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇを代入すること（目標開閉弁時間利用法）によって各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出する。一方、筒内充填空気量の気筒間バラツキが大きい場合、すなわち筒内充填空気量の気筒間バラツキが上記所定レベルよりも大きい場合には、上述した五つの算出方法のうちのいずれか一つの算出方法（降下時間利用法）によって、例えば、筒内吸入空気流量ｍｃｉを一つの二次曲線によって近似すると共にこの二次曲線を積分することによって各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出する。
【００９８】
これにより、吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉの気筒間バラツキが大きい場合であっても小さい場合であっても、比較的正確に各気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉを算出することができる。
【００９９】
なお、筒内充填空気量の気筒間バラツキレベルは、例えば下記の二つの方法によって判断される。一つ目の判断方法は、降下時間Δｔｄｗｎによるものである。すなわち、降下時間Δｔｄｗｎの気筒間バラツキは筒内充填空気量の気筒間バラツキを表しており、従って降下時間Δｔｄｗｎの気筒間バラツキが大きくなると筒内充填空気量の気筒間バラツキが大きくなっていると判断できる。
【０１００】
従って、一つ目の判断方法においては、全ての気筒に対応する降下時間Δｔｄｗｎのうち、最大値（最大降下時間）Δｔｄｗｎｍａｘと最小値（最小降下時間）Δｔｄｗｎｍｉｎとを算出し、これら最大降下時間Δｔｄｗｎｍａｘと最小降下時間Δｔｄｗｎｍｉｎとの差分（Δｔｄｗｎｍａｘ−Δｔｄｗｎｍｉｎ）を算出する。このようにして算出された差分が予め定められた値以上である場合には筒内充填空気量の気筒間バラツキレベルが大きいと判断し、差分が予め定められた値よりも小さい場合には筒内充填空気量の気筒間バラツキレベルが小さいと判断する。
【０１０１】
二つ目の判断方法は、吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎによるものである。すなわち、吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎの気筒間バラツキは降下時間Δｔｄｗｎと同様に筒内充填空気量の気筒間バラツキを表しており、従って吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎの気筒間バラツキが大きくなると筒内充填空気量の気筒間バラツキが大きくなっていると判断できる。
【０１０２】
従って、二つ目の判断方法においては、全ての気筒に対応する吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎのうち、最大値（最大吸気圧降下量）ΔＰｍｄｗｎｍａｘと最小値（最小吸気圧降下量）ΔＰｍｄｗｎｍｉｎとを算出し、これら最大吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｍａｘと最小吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｍｉｎとの差分（ΔＰｍｄｗｎｍａｘ−ΔＰｍｄｗｎｍｉｎ）を算出する。このようにして算出された差分が予め定められた値以上である場合には筒内充填空気量の気筒間バラツキレベルが大きいと判断し、差分が予め定められた値よりも小さい場合には筒内充填空気量の気筒間バラツキレベルが小さいと判断する。
【０１０３】
なお、筒内充填空気量の気筒間バラツキレベルの判断は、上記二つの方法に限られない。例えば、上述したような気筒間バラツキの最大値と最小値の差分に基づいて判断するのみならず、例えば、気筒間バラツキの標準偏差に基づいて判断するようにしてもよい。
【０１０４】
図１４は、上記第二実施形態によってｉ番気筒の吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを算出するための制御ルーチンのフローチャートである。この制御ルーチンは所定時間間隔の割り込みによって行われる。
【０１０５】
図１４に示したように、まず、ステップ１５１では、図９に示したステップ１０１と同様に吸気圧Ｐｍ、スロットル弁通過空気流量ｍｔ及び吸気温度Ｔｍが検出又は算出される。さらに、ステップ１５１では、ＥＣＵ３１から吸気弁６の目標開弁時期ｔｉｖｏが取得せしめられる。次いで、ステップ１５２では、ステップ１５１で検出された吸気圧Ｐｍの推移から、ｉ番気筒に対応する吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉ及び降下時間Δｔｄｗｎｉが算出される。
【０１０６】
次いで、ステップ１５３において、図９のステップ１０３と同様に１番気筒吸気上死点を通過したか否かが判断される。１番気筒吸気上死点を通過していないと判断された場合には、制御ルーチンが終了せしめられる。一方、ステップ１５３において１番気筒吸気上死点を通過したと判断された場合にはステップ１５４へと進む。
【０１０７】
ステップ１５４では、ステップ１５２において算出された各気筒についての吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉに基づいて、最大降下時間Δｔｄｗｎｍａｘと最小降下時間Δｔｄｗｎｍｉｎとの差分が算出されると共に、この差分が予め定められた値ｎよりも小さいか否かが判断される。差分が予め定められた値ｎよりも小さいと判断された場合には、ステップ１５５へと進む。ステップ１５５では、ＥＣＵ３１から吸気弁６の目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇが取得せしめられる。次いでステップ１５６では、ステップ１５１、１５２及び１５５で算出等された各種パラメータ（吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉ、吸気温度Ｔｍ、スロットル弁通過空気流量ｍｔ、降下時間Δｔｄｗｎｉ、目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇ）の値を用いて式（８）に基づいてｉ番気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉが１番気筒から８番気筒までそれぞれについて算出される。
【０１０８】
一方、ステップ１５４において、差分が予め定められた値ｎ以上であると判断された場合には、ステップ１５７へと進む。ステップ１５７では、ステップ１５１で算出された吸気弁６の目標開弁時期ｔｉｖｏを用いて予め求められたマップ等に基づいてずれ量αが算出される。次いで、ステップ１５８では、ステップ１５１、１５２及びステップ１５７で算出等された各種パラメータ（吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉ、吸気温度Ｔｍ、スロットル弁通過空気流量ｍｔ、降下時間Δｔｄｗｎｉ、ずれ量α）の値を用いて式（２０）、（２１）及び（２３）に基づいて各気筒毎に定数ａ、ｂ、ｃがそれぞれ算出される。次いでステップ１５９では、ステップ１５８で算出された定数ａ、ｂ、ｃを式（２５）に代入することにより、各気筒毎に筒内充填空気量Ｍｃｉが算出される。
【０１０９】
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
【０１１０】
ところで、吸気弁６の作用角が大きくなって点火順に連続する２気筒に対応する吸気弁６の開閉弁期間が重なるようになった場合、或いはこれら吸気弁６の開閉弁期間が重なる期間が長くなった場合には、図４における領域Ｔ１の面積に対する領域Ｔ２の面積の比率が大きくなる。従って、斯かる場合には、領域Ｔ２の面積の算出精度がｉ番気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉの算出精度に大きな影響を及ぼす。このため、斯かる場合にｉ番気筒に対応する吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇとして筒内充填空気量Ｍｃｉを算出すると、筒内充填空気量Ｍｃｉの算出精度が悪化する。従って、この場合、目標開閉弁時間利用法によって筒内充填空気量Ｍｃｉを算出するよりも、降下時間利用法によって筒内充填空気量Ｍｃｉを算出する方が筒内充填空気量Ｍｃｉの算出精度を高いものとすることができる。
【０１１１】
一方、吸気弁６の作用角が小さくなって点火順に連続する２気筒に対応する吸気弁の開閉弁期間が重ならなくなった場合、或いはこれら吸気弁６の開閉弁期間が重なる期間が短くなった場合には、図４における領域の面積に対する領域Ｔ２の面積の比率が小さくなり、ｉ番気筒への筒内充填空気量Ｍｃｉの算出精度に対する領域Ｔ２の面積の算出精度の影響は小さいものとなる。このため、斯かる場合にはｉ番気筒に対応する吸気弁６の開閉弁時間Δｔｏｃｉを目標開閉弁時間Δｔｏｃｔｒｇとして筒内充填空気量Ｍｃｉを算出しても算出精度は比較的高く、逆にｉ番気筒に対応する降下時間Δｔｄｗｎｉに基づいて筒内充填空気量Ｍｃｉを算出すると、ｉ番気筒に対応する降下時間Δｔｄｗｎｉの測定誤差により筒内充填空気量Ｍｃｉの算出精度が比較的低い。従って、斯かる場合、降下時間利用法によって筒内充填空気量Ｍｃｉを算出するよりも、目標開閉弁時間利用法によって筒内充填空気量Ｍｃｉを算出する方が筒内充填空気量Ｍｃｉの算出精度を高いものとすることができる。
【０１１２】
そこで、本実施形態では、吸気弁６の目標作用角が大きい場合には、降下時間利用法によって筒内充填空気量Ｍｃｉを算出すると共に、吸気弁６の目標作用角が小さい場合には、目標開閉弁時間利用法によって筒内充填空気量Ｍｃｉを算出するようにしている。これにより、常に最適な算出方法で筒内充填空気量Ｍｃｉが算出されるため、比較的正確に筒内充填空気量Ｍｃｉを算出することができる。
【０１１３】
なお、図４における領域Ｔ１の面積に対する領域Ｔ２の面積の比率は気筒数に応じても変化する。すなわち、気筒数が多い多気筒内燃機関の方が領域Ｔ２の面積の比率が大きい。従って、気筒数が多い多気筒内燃機関では降下時間利用法により筒内充填空気量Ｍｃｉを算出し、気筒数が少ない多気筒内燃機関では開閉弁時間利用法により筒内充填空気量Ｍｃｉを算出してもよい。
【０１１４】
上述した説明においては、筒内充填空気量の気筒間バラツキに基づいて気筒毎に燃料噴射量を調整することのみについて説明しているが、筒内充填空気量の気筒間バラツキに基づいて燃料噴射量のみならず点火栓１０による点火時期を調整するようにしてもよい。すなわち、筒内充填空気量の気筒間バラツキに基づいて燃料噴射量を調整することで全ての気筒について混合気の空燃比を等しくさせることができるが、このままでは気筒間で筒内充填空気量及び燃料噴射量がばらついていることにより、気筒毎に発生するトルクが異なるものとなりトルク変動が起きてしまう。そこで、気筒毎に点火時期１０を調整することにより全ての気筒について発生するトルクを等しいものとすることができ、よってトルク変動の発生を抑制することができる。
【０１１５】
また、本明細書においては、開閉弁時間Δｔｏｃは、基本的に実際の開閉弁時間、すなわち作用角を意味するものとして説明している。しかしながら、開閉弁時間Δｔｏｃは、より正確には、筒内充填空気量に影響を及ぼす開閉弁時間、すなわち気筒内に空気を吸入するのに有効に吸気弁が開弁している時間を意味するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明が適用される内燃機関の全体図である。
【図２】吸気弁駆動装置が作動されるのに伴って吸気弁の位相角、作用角及びリフト量が変化する様子を示した図である。
【図３】吸気圧Ｐｍの検出結果を示す図である。
【図４】吸気圧降下量ΔＰｍｄｗｎｉを説明するためのタイムチャートである。
【図５】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。
【図６】ｉ番気筒の吸気弁の開閉弁時間の一つ目の算出方法について説明するための図である。
【図７】ｉ番気筒の吸気弁の開閉弁時間の二つ目の算出方法について説明するための図である。
【図８】気筒間バラツキが発生していないと仮定した場合の吸気弁の開閉弁時間とサイクル平均吸気圧との関係を示す図である。
【図９】三つ目の算出方法によってｉ番気筒への筒内充填空気量を算出するための制御ルーチンのフローチャートである。
【図１０】ｉ番気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間の四つ目の算出方法の算出原理を説明するための図である。
【図１１】吸気弁の開弁時期と筒内圧の推移との関係を示した図である。
【図１２】ｉ番気筒に対応する吸気弁の開閉弁時間Δの五つ目の算出方法の算出原理を説明するための図である。
【図１３】筒内吸入空気流量の推移を二次関数で近似した曲線と吸気弁のリフト量の推移とを示す図である。
【図１４】第二実施形態によってｉ番気筒の吸気弁への筒内充填空気量を算出するための制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１７】
１    機関本体
６    吸気弁
１０    燃料噴射弁
１８    スロットル弁
２２    吸気弁駆動装置
３１    ＥＣＵ
４０    エアフロメータ
４１    吸気圧センサ
ＩＭ    吸気管部分
【図１】
2006257989.tif 000018
【図２】
2006257989.tif 000019
【図３】
2006257989.tif 000020
【図４】
2006257989.tif 000021
【図５】
2006257989.tif 000022
【図６】
2006257989.tif 000023
【図７】
2006257989.tif 000024
【図８】
2006257989.tif 000025
【図９】
2006257989.tif 000026
【図１０】
2006257989.tif 000027
【図１１】
2006257989.tif 000028
【図１２】
2006257989.tif 000029
【図１３】
2006257989.tif 000030
【図１４】
2006257989.tif 000031