(57)【要約】【課題】吸気弁が閉止状態で停止する内燃機関において、吸気弁が閉止状態で停止している期間中の吸気管内圧力を精度良く推定できる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】微小時間前の筒内流入空気流量ｍｃに基づいて、吸気弁の上流側の空気圧力である吸気管内圧力Ｐｍを算出し、算出した吸気管内圧力Ｐｍに基づいて筒内流入空気流量を算出する内燃機関の制御装置であって、吸気弁を閉止状態で停止させる場合には、最初に停止する気筒の吸気弁が駆動した場合に吸気弁が開き始める時刻ｔ1よりも後の時刻ｔ2において、筒内流入空気流量ｍｃを算出された値から零に切替えて吸気管内圧力Ｐｍを算出する。【選択図】図１２
2011012634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転期間中に吸気弁を閉止状態で停止させることができ、微小時間前の気筒内に流入する空気流量である筒内流入空気流量に基づいて吸気弁の上流側の空気圧力である吸気管内圧力を算出し、算出した吸気管内圧力に基づいて筒内流入空気流量を算出する内燃機関の制御装置であって、
吸気弁を閉止状態で停止させる場合には、最初に停止する気筒における吸気弁が開き始めるべき予定時刻よりも後の時刻において、筒内流入空気流量を算出された値から零に切替えて、吸気弁が閉止状態で停止している期間における吸気管内圧力を算出することを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
筒内流入空気流量を算出された値から零に切替える時刻は、内燃機関の機関回転数および電子制御ユニットと機関本体との間の通信遅れのうち少なくとも一方に基づいて定めることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
複数の気筒を備え、一つの気筒の吸気弁が開いている期間と他の気筒の吸気弁が開いている期間とが重複する内燃機関の制御装置であって、
吸気弁を閉止状態で停止させる場合には、駆動する最終の気筒の吸気弁が完全に閉じる時刻よりも前の時刻において、筒内流入空気流量を零に切替えることを特徴する、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
吸気弁が閉止状態で停止している状態から再駆動すべき場合には、最初に再駆動する気筒の吸気弁が開き始める時刻よりも後の時刻において、筒内流入空気流量を零から算出された値に切替えて、吸気弁を再駆動したときの吸気管内圧力を算出することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の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、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の運転を適切に行なうためには、燃焼時の空燃比を目標空燃比にできるだけ近づけることが好ましい。このために、吸気弁が閉止した時に気筒内に充填された空気量を推定し、この筒内充填空気量に応じて燃料噴射量を定める方法が知られている。筒内充填空気量を推定する方法としては、内燃機関の各種パラメータを検出するセンサの出力値を変数として筒内充填空気量を算出するマップを予め用意しておき、センサの出力値とマップとから筒内充填空気量を推定する方法が知られている。また、スロットル弁や吸気管等のモデルから導き出されるモデル計算式を予め用意しておき、内燃機関の各種パラメータの値とモデル計算式を用いた数値計算によって筒内充填空気量を推定する方法が知られている。
【０００３】
このうち、数値計算を利用した方法としては、スロットル弁の開度及び吸気管内圧力に基づいてスロットル弁通過空気流量を算出するスロットルモデルと、スロットル通過空気流量及び筒内流入空気流量に基づいて、吸気管内圧力及び吸気管内温度を算出する吸気管モデルと、吸気管内圧力及び吸気管内温度に基づいて筒内流入空気流量を算出する吸気弁モデルとからなるエアモデルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、算出された筒内流入空気流量に基づいて筒内充填空気量を算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６９０１９号公報
【特許文献２】特開２０００−８７７６７号公報
【特許文献３】特開２００６−２２７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多くの内燃機関では、機関減速運転時に燃焼室への燃料の供給を停止する燃料カット制御を行っている。燃料カット制御中に、吸気弁や排気弁を通常運転と同様に開弁させると、機関排気通路内に配置された排気浄化触媒に空気が流入する。排気浄化触媒に空気が流入すると、いわゆる排気浄化触媒の酸素被毒を招いてしまい、排気浄化触媒の浄化性能を低下させることになる。このため、多くの内燃機関では、通常の運転期間中には吸気弁の駆動を継続し、燃料カット制御中には、排気浄化触媒に酸素が流入することを防止するために、吸気弁を閉止状態で停止させている。
【０００６】
燃料カット制御等において吸気弁を閉止状態で停止する内燃機関では、吸気弁を閉止状態で停止することにより吸気管から流出する実際の空気流量は零になる。吸気弁を閉止状態で停止している期間では、スロットル弁が微開の状態で維持されるために、吸気管内圧力が上昇する。吸気管内圧力は、ほぼ大気圧で定常になる。
【０００７】
筒内流入空気流量を推定するエアモデルでは、スロットル弁を通過した空気流量を推定する。微小時間前にスロットル弁を通過した空気流量および微小時間前に気筒内に流入する筒内流入空気流量に基づいて、スロットル弁から吸気弁までの吸気管内の圧力を推定する。算出された吸気管内圧力を用いて気筒内に流入する筒内流入空気流量を算出する。
【０００８】
吸気弁を閉止状態で停止する内燃機関の制御装置のエアモデルでは、筒内流入空気流量を零にすることにより、吸気弁を閉止状態で停止している期間中の吸気管内圧力を算出することができる。たとえば、吸気弁を閉止した直後に、大気圧まで徐々に上昇する吸気管内圧力を推定することができる。実際の筒内流入空気流量は、吸気弁が全閉から全開に向かうに従って増加し、吸気弁が全開から全閉に向かうに従って減少する。これに対して、エアモデルでは、筒内流入空気流量として時間で平均した流量を算出している。このために、所定の時刻にて算出される吸気管内圧力は、筒内流入空気流量を計算値から零に切替える時刻に依存する。
【０００９】
吸気弁を閉止状態で停止させている状態から吸気弁を再駆動したときには、吸気弁を閉止状態で停止している期間に算出された吸気管内圧力を用いて筒内流入空気流量を算出することができる。算出された筒内流入空気流量を用いて、筒内充填空気量および気筒内に供給される燃料の量が決定される。筒内流入空気流量の誤差が大きくなると、筒内充填空気量の誤差および気筒内に供給される燃料の量の誤差が大きくなる。この結果、燃料が燃焼する時の空燃比の誤差が大きくなる。したがって、吸気弁を閉止状態で停止している期間中の吸気管内圧力を精度良く推定することが好ましい。
【００１０】
本発明は、吸気弁が閉止状態で停止する内燃機関において、吸気弁が閉止状態で停止している期間中の吸気管内圧力を精度良く推定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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の運転期間中に吸気弁を閉止状態で停止させることができ、微小時間前の気筒内に流入する空気流量である筒内流入空気流量に基づいて吸気弁の上流側の空気圧力である吸気管内圧力を算出し、算出した吸気管内圧力に基づいて筒内流入空気流量を算出する内燃機関の制御装置である。制御装置は、吸気弁を閉止状態で停止させる場合には、最初に停止する気筒における吸気弁が開き始めるべき予定時刻よりも後の時刻において、筒内流入空気流量を算出された値から零に切替えて、吸気弁が閉止状態で停止している期間における吸気管内圧力を算出する。
【００１２】
上記発明においては、筒内流入空気流量を算出された値から零に切替える時刻は、内燃機関の機関回転数および電子制御ユニットと機関本体との間の通信遅れのうち少なくとも一方に基づいて定めることが好ましい。この構成により、より精度良く吸気管内圧力を算出することができる。
【００１３】
上記発明においては、複数の気筒を備え、一つの気筒の吸気弁が開いている期間と他の気筒の吸気弁が開いている期間とが重複する内燃機関の制御装置であって、吸気弁を閉止状態で停止させる場合には、駆動する最終の気筒の吸気弁が完全に閉じる時刻よりも前の時刻において、筒内流入空気流量を零に切替えることができる。
【００１４】
上記発明においては、吸気弁が閉止状態で停止している状態から再駆動すべき場合には、最初に再駆動する気筒の吸気弁が開き始める時刻よりも後の時刻において、筒内流入空気流量を零から算出された値に切替えて、吸気弁を再駆動したときの吸気管内圧力を算出することが好ましい。この構成により、吸気弁を再駆動した場合に吸気管内圧力を精度良く算出することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、吸気弁が閉止状態で停止する内燃機関において、吸気弁が閉止状態で停止している期間中の吸気管内圧力を精度良く推定する制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の制御装置を備えた内燃機関の全体図である。
【図２】実施の形態１における筒内充填空気量を算出するためのエアモデルのブロック図である。
【図３】スロットル開度と流量係数との関係を示すグラフである。
【図４】スロットル開度と開口断面積との関係を示すグラフである。
【図５】関数Φ（Ｐｍ／Ｐａ）を示すグラフである。
【図６】スロットルモデルの基本概念を示す図である。
【図７】吸気管モデルの基本概念を示す図である。
【図８】吸気弁モデルの基本概念を示す図である。
【図９】筒内充填空気量及び筒内流入空気流量の定義に関する図である。
【図１０】実施の形態１における内燃機関の運転状態を説明するタイムチャートである。
【図１１】吸気弁停止制御中におけるエアモデルのパラメータの流れを説明するブロック図である。
【図１２】実施の形態１において、吸気弁停止制御を開始する時のタイムチャートである。
【図１３】実施の形態１において、吸気弁停止制御を開始する時のフローチャートである。
【図１４】実施の形態１において、吸気弁停止制御を終了して吸気弁を再駆動する時のタイムチャートである。
【図１５】実施の形態２において、吸気弁停止制御を開始する時のタイムチャートである。
【図１６】実施の形態２において、吸気弁停止制御を開始する時のフローチャートである。
【図１７】実施の形態２において、吸気弁停止制御を終了して吸気弁を再駆動する時のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施の形態１）
図１から図１４を参照して、実施の形態１における内燃機関の制御装置について説明する。本実施の形態においては、筒内噴射型火花点火式の内燃機関を例示するが、本発明はポート噴射型火花点火式等の他の火花点火式の内燃機関や、圧縮自着火式の内燃機関等にも適用することができる。
【００１８】
図１は、本実施の形態における内燃機関の全体の概略図である。内燃機関は、機関本体１を備える。本実施の形態における機関本体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とを備える。ピストン３とシリンダヘッド４との間には気筒（燃焼室）５が形成されている。シリンダヘッド４には、それぞれの気筒５ごとに吸気弁６と、吸気ポート７と、排気弁８と、排気ポート９とが配置されている。さらに、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には点火プラグ１０が配置されている。シリンダヘッド４の内壁面周辺部には、燃料Ｆを気筒５内に供給する燃料噴射弁１１が配置されている。また、ピストン３の頂面には、燃料噴射弁１１の噴射口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。
【００１９】
吸気ポート７は、それぞれの気筒５毎に吸気枝管１３を介してサージタンク１４に連結される。サージタンク１４は、上流側吸気管１５を介してエアクリーナ１６に連結される。上流側吸気管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。一方、排気ポート９は、排気管１９に連結される。排気管１９は排気浄化触媒２０に連結される。
【００２０】
また、吸気弁６には、吸気弁６の位相角及び作用角を変更可能な可変動弁機構２１が設けられている。可変動弁機構２１により、吸気弁６の開弁時期または閉弁時期に相当するバルブタイミング、および吸気弁６が開いている期間に相当する作用角を自由に変更することができる。また、可変動弁機構２１により、吸気弁６が閉止した状態で停止させることができる。すなわち、燃焼サイクルの吸気工程に相当する期間において、吸気弁６が閉止した状態を維持することができる。
【００２１】
本実施の形態における内燃機関の制御装置は、電子制御ユニット３１を備える。電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１は、ディジタルコンピュータからなり、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および出力ポート３７を備える。
【００２２】
また、内燃機関は、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４３を備える。スロットル開度センサ４３の出力信号は、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。内燃機関は、内燃機関周囲の大気の圧力、または、エアクリーナ１６を通じて上流側吸気管１５に吸入された空気の圧力（吸気圧）を検出するための大気圧センサ４５と、内燃機関周囲の大気の温度、または、エアクリーナ１６を通じて上流側吸気管１５に吸入された空気の温度（吸気温）を検出するための大気温センサ４４とを備える。これらセンサ４４，４５は、それぞれ、大気圧および大気温度に比例した出力電圧を発生し、これら出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。上流側吸気管１５内には、空気の流量を計測するためのエアフロメータ４２が配置されている。エアフロメータ４２の出力信号は、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。
【００２３】
アクセルペダル４６には、アクセルペダル４６の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４７が接続される。負荷センサ４７の出力電圧は、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。また、内燃機関は、クランク角センサ４８を備える。クランク角センサ４８は、例えば、クランクシャフトが３０度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート３６に入力される。ＣＰＵ３５は、クランク角センサ４８の出力パルスから機関回転数を算出する。
【００２４】
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、スロットル弁用のステップモータ１７に接続される。
【００２５】
ところで、燃料噴射弁１１から気筒５内に噴射すべき燃料の量（以下、「燃料噴射量」という）は、気筒５内に充填された空気量に基づいて、気筒５内の混合気の空燃比が目標空燃比になるように決定される。したがって、気筒５内の混合気の空燃比を目標空燃比にするためには、気筒５内に充填された空気量（以下、「筒内充填空気量」という）を推定する必要がある。本実施の形態においては、それぞれの機器のモデルから導き出されるモデル計算式を利用した数値計算によって筒内充填空気量を算出する。
【００２６】
図２は、本実施の形態における筒内充填空気量を推定するエアモデルのブロック図である。図２に示すエアモデルは、多くの種類のエアモデルのうち単純なモデルである。エアモデルＭ１０は、スロットル弁をモデル化したスロットルモデルＭ１１と、スロットル弁から吸気弁までの機関吸気通路をモデル化した吸気管モデルＭ１２と、吸気弁をモデル化した吸気弁モデルＭ１３とを備える。スロットルモデルＭ１１には、スロットル開度センサ４３によって検出されたスロットル弁１８の開度（スロットル開度）θｔと、大気圧センサ４５によって検出された大気圧（または、スロットル弁１８の上流側の吸気管に吸入される空気の圧力）Ｐａと、大気温センサ４４によって検出された大気温度（または、スロットル弁１８の上流側の吸気管に吸入される空気の温度）Ｔａと、吸気管モデルＭ１２に算出されたスロットル弁１８から吸気弁６までの機関吸気通路における圧力（本発明においては「吸気管内圧力」という）Ｐｍとが入力され、これら入力された各パラメータの値をスロットルモデルＭ１１のモデル計算式に代入することで、単位時間当たりにスロットル弁１８を通過する空気の流量（以下、「スロットル弁通過空気流量」という）ｍｔが算出される。
【００２７】
また、吸気管モデルＭ１２には、上述したスロットルモデルＭ１１において算出されたスロットル弁通過空気流量ｍｔと、吸気弁モデルＭ１３において算出された単位時間当たりに気筒５内に流入する空気の流量（以下、「筒内流入空気流量」という。）ｍｃと、大気温度Ｔａとが入力される。これらの入力された各パラメータの値を吸気管モデルＭ１２のモデル計算式に代入することで、吸気管内圧力Ｐｍと、スロットル弁１８から吸気弁６までの機関吸気通路における空気の温度（以下、「吸気管内温度」という）Ｔｍとが算出される。
【００２８】
また、吸気弁モデルＭ１３には、上述した吸気管モデルＭ１２において算出された吸気管内圧力Ｐｍと、吸気管内温度Ｔｍと、大気温度Ｔａとが入力される。これら入力された各パラメータの値を吸気弁モデルＭ１３のモデル計算式に代入することで、筒内流入空気流量ｍｃが算出される。
【００２９】
そして、この方法では、筒内流入空気流量ｍｃを利用して、吸気弁６が閉止した時に気筒５内に充填されている空気の量である筒内充填空気量Ｍｃが算出される。
【００３０】
エアモデルＭ１０では、各モデルにおいて算出されるパラメータ値が別のモデルに入力されるパラメータ値として利用されるので、エアモデルＭ１０全体では、実際に入力されるパラメータ値は、スロットル開度θｔ、大気圧Ｐａ、および大気温度Ｔａの３つのパラメータである。すなわち、３つのパラメータから筒内充填空気量Ｍｃを算出することができる。
【００３１】
次に、各機器のモデルＭ１１〜Ｍ１３について詳細に説明する。スロットルモデルＭ１１では、大気圧Ｐａと大気温度Ｔａと吸気管内圧力Ｐｍとスロットル開度θｔとを次の式（１）に入力し、この式を解くことによって、スロットル弁通過空気流量ｍｔが算出される。
【００３２】
【数１】
2011012634.tif 000003
【００３３】
式（１）において、μｔはスロットル弁における流量係数であり、スロットル開度θｔの関数であって、図３に示したマップから定まる。また、Ａｔはスロットル弁１８の開口断面積であり、スロットル開度θｔの関数であって、図４に示したマップから定まる。なお、これら流量係数μｔおよび開口断面積Ａｔをまとめたμｔ・Ａｔをスロットル開度θｔの関数として１つのマップから求めるようにしてもよい。また、Ｒは気体定数に関する定数であり、いわゆる気体定数Ｒ*を１モル当たりの空気の質量Ｍａで除算した値である（Ｒ＝Ｒ*／Ｍａ）。
【００３４】
また、Φ（Ｐｍ／Ｐａ）は、次の式（２）に示すように、Ｐｍ／Ｐａを変数とする関数である。
【００３５】
【数２】
2011012634.tif 000004
【００３６】
式（２）において、κは比熱比であり、本実施の形態においては一定値としている。
【００３７】
なお、関数Φ（Ｐｍ／Ｐａ）とＰｍ／Ｐａとの間には、図５に示したような関係がある。そこで、式（２）の代わりに、Ｐｍ／Ｐａを変数とする関数Φ（Ｐｍ／Ｐａ）算出用のマップをＲＯＭ３４に予め記憶しておき、Ｐｍ／Ｐａとこのマップとから関数Φ（Ｐｍ／Ｐａ）の値を算出するようにしてもよい。
【００３８】
なお、これら式（１）および式（２）は、スロットル弁１８上流の空気の圧力を大気圧Ｐａとし、スロットル弁１８上流の空気の温度を大気温度Ｔａとし、スロットル弁１８を通過した空気の圧力を吸気管内圧力Ｐｍとして、スロットル弁１８に関し、図６に示したようなモデルを基礎として、スロットル弁１８上流の空気とスロットル弁１８を通過した空気との間において質量保存則、エネルギ保存則、および、運動量保存則上成立する関係式、ならびに、気体の状態方程式、比熱比の定義式（κ＝Ｃｐ／Ｃｖ）、および、マイヤーの関係式（Ｃｐ＝Ｃｖ＋Ｒ*）を利用して導き出される。ここで、Ｃｐは定圧比熱であり、Ｃｖは定量比熱であり、Ｒ*はいわゆる気体定数である。
【００３９】
次に、吸気管モデルＭ１２について説明する。吸気管モデルＭ１２では、スロットル弁通過空気流量ｍｔと筒内流入空気流量ｍｃと大気温度Ｔａとを次の式（３）および（４）に入力し、これらの式を解くことによって、吸気管内圧力Ｐｍおよび吸気管内温度Ｔｍが算出される。
【００４０】
【数３】
2011012634.tif 000005
【００４１】
式（３）および式（４）において、Ｖはスロットル弁１８から吸気弁６までの上流側吸気管１５、サージタンク１４、吸気枝管１３および吸気ポート７（これらをまとめて「吸気管部分」という）の容積の総和であり、通常は一定値である。
【００４２】
なお、これらの式（３）および式（４）は、吸気管部分に関し、図７に示したようなモデルを基礎にして、吸気管部分２３に流入する空気と吸気管部分２３から流出して気筒内に流入する空気との間において質量保存則、および、エネルギ保存則上成立する関係式から導き出される。
【００４３】
詳細には、吸気管部分内の空気量の総和をＭとすると、この空気量Ｍの時間的変化は、吸気管部分に流入する空気の流量（スロットル弁通過空気流量）ｍｔと吸気管部分から流出して気筒内に流入する空気の流量（筒内流入空気流量）ｍｃとの差に等しいことから、質量保存則上、次の式（５）が成立する。
【００４４】
【数４】
2011012634.tif 000006
【００４５】
そして、この式（５）と、気体の状態方程式（Ｐｍ・Ｖ＝Ｍ・Ｒ*・Ｔｍ）とから、上記の式（３）が導き出される。
【００４６】
また、吸気管部分内の空気のエネルギ量Ｍ・Ｃｖ・Ｔｍの時間的変化量は、吸気管部分に流入する空気のエネルギ量と吸気管部分から流出して気筒内に流入する空気のエネルギ量との差に等しいことから、吸気管部分に流入する空気の温度を大気温度Ｔａとし、吸気管部分から流出して気筒内に流入する空気の温度を吸気管内温度Ｔｍとすると、エネルギ保存則上、次式（６）が成立する。
【００４７】
【数５】
2011012634.tif 000007
【００４８】
そして、この式（６）と、上述した気体の状態方程式とから、上記式（４）が導き出される。
【００４９】
次に、吸気弁モデルＭ１３について説明する。吸気弁モデルＭ１３では、吸気管内圧力Ｐｍと吸気管内温度Ｔｍと大気温度Ｔａとを次の式（７）に入力し、この式を解くことによって、筒内流入空気流量ｍｃが算出される。
【００５０】
【数６】
2011012634.tif 000008
【００５１】
吸気弁モデルＭ１３のモデル計算式である式（７）において、定数ａは比例係数であり、定数ｂは排気弁８の閉弁時に気筒５内に残存していたガスの量を表す値である。式（７）において、定数ａおよび定数ｂは、機関回転数ＮＥを変数として求まる値である。また、内燃機関において、吸気弁６の開弁タイミングまたは閉弁タイミングに相当するバルブタイミング、および、開弁時間に相当する作用角の少なくとも一方が変更可能となっている場合には、式（７）において、定数ａおよび定数ｂは、機関回転数ＮＥとバルブタイミングまたは位相角またはこれら両方とを変数として求まる値にすることができる。たとえば、定数ａおよび定数ｂは、電子制御ユニット３１のＲＯＭ３４に記憶されている。
【００５２】
また、内燃機関の制御装置は、式（７）に関して吸気弁の駆動中に用いるための駆動中の定数ａ，ｂと、吸気弁が停止している状態から再駆動するときに用いる再駆動時の定数ａ，ｂとを有していても構わない。この場合には、吸気弁の駆動が継続しているときには、駆動中の定数ａ，ｂを用いて筒内流入空気流量を算出する。吸気弁が閉止状態で停止している状態から再駆動すべきときには、再駆動時の定数ａ，ｂを用いて筒内流入空気流量を算出することができる。
【００５３】
吸気弁の駆動が継続しているときには吸気管内圧力に脈動が発現する。吸気弁が閉止状態で停止しているときには略大気圧になる。このときの吸気管内圧力は、脈動がなく、ほぼ一定である。駆動中の定数ａ，ｂに加えて、再駆動時の定数ａ，ｂを採用することにより、吸気弁が閉止状態で停止しているときの脈動のない状態を考慮することができる。このため、吸気弁が閉止状態で停止している状態から再駆動したときに筒内充填空気量を精度良く推定することができる。
【００５４】
式（７）は、吸気弁６に関し、図８に示したようなモデルを基礎にして、筒内流入空気流量ｍｃを吸気管内圧力Ｐｍに比例するとみなし、そして、理論および経験則から導き出される。すなわち、筒内充填空気量Ｍｃは、吸気弁６の閉弁時に確定し且つ吸気弁６の閉弁時の気筒５内の圧力に比例する。ここで、吸気弁６の閉弁時の気筒５内の圧力は、吸気弁６上流の空気の圧力（すなわち、吸気管内圧力）Ｐｍに等しいとみなせるので、筒内充填空気量Ｍｃは吸気管内圧力Ｐｍに比例すると近似できる。
【００５５】
一方、筒内充填空気量Ｍｃは、吸気弁６の開弁期間中において気筒５内に流入する空気の流量（筒内流入空気流量）ｍｃを、吸気弁６の開弁期間に亘って時間積分することによって求まる。すなわち、筒内充填空気量Ｍｃと筒内流入空気流量ｍｃとの間には、筒内流入空気流量ｍｃの時間積分値が筒内充填空気量Ｍｃであるという関係がある。
【００５６】
このように、筒内充填空気量Ｍｃが吸気管内圧力Ｐｍに比例し、且つ、筒内充填空気量Ｍｃと筒内流入空気流量ｍｃとの間に、筒内流入空気流量ｍｃの時間積分値が筒内充填空気量Ｍｃであるという関係があることから、筒内流入空気流量ｍｃも吸気管内圧力Ｐｍに比例するとみなせる。したがって、この方法では、筒内流入空気流量ｍｃが吸気管内圧力Ｐｍに比例するとみなし、理論および経験則とから、式（７）が導き出される。
【００５７】
さらに、内燃機関の運転状態が変化しているとき、すなわち、過渡運転時には、吸気管内温度Ｔｍが大きく変化することがあるので、この吸気管内温度Ｔｍの変化を補償するための補正係数として、理論および経験則から導かれた（Ｔａ／Ｔｍ）が乗じられている。
【００５８】
なお、式（７）によって算出される筒内流入空気流量ｍｃは、単位時間当たりに吸気管部分から流出する空気の流量の平均値であるので、筒内流入空気流量ｍｃに、内燃機関の１サイクルにかかる時間を気筒数で割った時間を乗じることによって、各気筒５における筒内充填空気量Ｍｃを算出することができる。
【００５９】
次に、図９を参照して、４つの気筒を備えた内燃機関を例に取り上げて、筒内流入空気流量および筒内充填空気量について説明する。横軸は、クランク角度（回転角度）であり、縦軸が単位時間当たりに吸気管部分から気筒５に流入する空気の量である。また、図９に示した例では、吸気行程が第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順で行われる。このように吸気行程が行われると、吸気管部分から各気筒５に流入する空気の流量は、図９において破線で示したように変化し、その結果、吸気管部分から流出する空気の流量は、図９において実線で示したように変化することになる。
【００６０】
そして、吸気管部分から流出する空気の流量（図９の実線）の平均値が筒内流入空気流量ｍｃであり、一点鎖線で示されている。したがって、各気筒５における筒内充填空気量Ｍｃは、筒内流入空気流量ｍｃ（図９の一点鎖線）に、内燃機関の１サイクルにかかる時間（図９に示した例では、クランクシャフトが７２０°回転するのにかかる時間）を気筒数で割った時間、すなわち、図９に示した例では、クランクシャフトが１８０°回転するのにかかる時間を乗算することによって算出される。このように算出された各気筒５における筒内充填空気量Ｍｃは、例えば、図９の斜線を付した部分に相当する。
【００６１】
次に、上述したエアモデルＭ１０を内燃機関に実装したときの筒内充填空気量Ｍｃの算出方法について説明する。
【００６２】
筒内充填空気量Ｍｃは、エアモデルＭ１０の各モデルの式（１）〜（４）および（７）から求められるが、これら５つの式は、内燃機関に実装されるときには、電子制御ユニット３１で処理可能なように離散化される。すなわち、時刻をｔとし、計算間隔（計算周期）をΔｔとすると、これら５つの式は、次の式（８）〜（１２）に示すように離散化される。
【００６３】
【数７】
2011012634.tif 000009
【００６４】
このように離散化されて内燃機関に実装されたエアモデルＭ１０によれば、スロットルモデルＭ１１において算出される時刻ｔにおけるスロットル弁通過空気流量ｍｔ（ｔ）と、吸気弁モデルＭ１３において算出される時刻ｔにおける筒内流入空気流量ｍｃ（ｔ）と、時刻ｔにおける吸気管内温度Ｔｍ（ｔ）とを吸気管モデルＭ１２の式（１０）および（１１）に入力し、これらの式（１０）および式（１１）を解くことによって、時刻（ｔ＋Δｔ）における吸気管内圧力Ｐｍ（ｔ＋Δｔ）および吸気管内温度Ｔｍ（ｔ＋Δｔ）が算出される。
【００６５】
そして、吸気管モデルＭ１２において算出された吸気管内圧力Ｐｍ（ｔ＋Δｔ）と時刻ｔにおけるスロットル開度θｔ（ｔ）とをスロットルモデルＭ１１の式（８）および（９）に入力し、これら式を解くことによって、時刻（ｔ＋Δｔ）におけるスロットル弁通過空気流量ｍｔ（ｔ＋Δｔ）が算出される。
【００６６】
さらに、吸気管モデルＭ１２において算出された吸気管内圧力Ｐｍ（ｔ＋Δｔ）および吸気管内温度Ｔｍ（ｔ＋Δｔ）を吸気弁モデルＭ１３の式（１２）に入力し、この式を解くことによって、時刻（ｔ＋Δｔ）における筒内流入空気流量ｍｃ（ｔ＋Δｔ）が算出される。
【００６７】
このように、前回の計算で算出されたスロットル弁通過空気流量（微小時間前のスロットル弁通過空気流量）および前回の計算で算出された筒内流入空気流量（微小時間前の筒内流入空気流量）に基づいて、今回の吸気管内圧力を算出する。算出された今回の吸気管内圧力を用いて今回の筒内流入空気流量を算出する。こうした計算を繰り返すことによって、任意の時刻における筒内流入空気流量ｍｃが算出される。そして、算出された筒内流入空気流量ｍｃに、上述したように、１サイクルにかかる時間を気筒数で割った時間をかけることによって、任意の時刻における各気筒の筒内充填空気量Ｍｃが算出される。
【００６８】
なお、内燃機関の始動時、すなわち、時刻ｔ＝０においては、吸気管内圧力Ｐｍは大気圧Ｐａと等しい（Ｐｍ（０）＝Ｐａ）とされ、一方、吸気管内温度Ｔｍは大気温度Ｔａと等しい（Ｔｍ（０）＝Ｔａ）とされ、各モデルＭ１１〜Ｍ１３における計算が開始される。
【００６９】
また、上述したエアモデルＭ１０において使用される大気圧Ｐａおよび大気温度Ｔａとして、エアモデルＭ１０の計算が開始されたときの大気圧および大気温度を常に用いてもよいし、時刻ｔにおける大気圧Ｐａ（ｔ）および大気温度Ｔａ（ｔ）を用いて計算を行なっても構わない。このように、それぞれの機器のモデル式を用いて推定値を算出することができる。
【００７０】
ところで、本実施の形態の内燃機関では、機関減速運転時に気筒５への燃料の供給を停止する燃料カット制御を実行している。このように燃料カット制御を実行する際に、気筒５内に空気を流通させると、すなわち吸気弁６を介して空気を気筒５内に流入させると共に排気弁８を介して空気を気筒５内から流出させると、排気浄化触媒２０には多量の空気が流入する。
【００７１】
排気浄化触媒２０に空気、特に酸素が流入すると、酸素は排気浄化触媒２０の表面上に吸着する。また、排気浄化触媒２０に担持されている貴金属は高温になると互いに結合して大粒となり、この結合反応は排気浄化触媒２０の表面上に吸着されている酸素によって促進される。このため、排気浄化触媒２０に多量の空気が流入して、排気浄化触媒２０の表面上に保持されている酸素の量が増大すると、貴金属の酸化能力等が低下する（酸素被毒）。
【００７２】
このため、本実施の形態の内燃機関では、燃料カット制御を実行する場合には、吸気弁６を閉止状態で停止させる吸気弁停止制御を実行することとしている。これにより、燃料カット制御中であっても排気浄化触媒２０に酸素が流入することが抑制され、その結果、排気浄化触媒２０の酸素被毒が抑制される。
【００７３】
図１０に、本実施の形態における内燃機関において、燃料カット制御を行うときのタイムチャートを示す。時刻ｔｓまでは、吸気弁が継続的に駆動する通常運転を実行している。本実施の形態における内燃機関は、時刻ｔｓまでは、いずれかの気筒の吸気弁が開状態になっているために連続的に気筒に空気が流入している。時刻ｔｓまでは、実際の吸気管内圧力は大気圧よりも低くなる。
【００７４】
時刻ｔｓにおいて、燃料カット制御を開始している。燃料カット制御の期間中には、吸気弁を閉止状態で停止させる吸気弁停止制御を行っている。時刻ｔｓにおいて、筒内流入空気流量が零になる。吸気弁停止制御の期間では、吸気管部分における空気の流れが停止する。スロットル弁１９は、完全には閉止せずに微開状態が維持され、空気が流通する。このために、吸気管内圧力が徐々に上昇し、大気圧でほぼ一定の値になる。
【００７５】
時刻ｔｅにおいて、燃料カット制御を終了すると共に吸気弁停止制御を終了している。時刻ｔｅにおいて吸気弁を再駆動している。吸気弁が再駆動することにより実際の吸気管内圧力は再び減少し、機関本体の運転状態に対応した圧力になる。
【００７６】
図１１に、吸気弁停止制御を行っているときのエアモデルのブロック図を示す。吸気弁停止制御が実行されているときには、吸気管部分から気筒内へは空気は流入しない。このため、本実施の形態では、吸気弁停止制御中には、吸気弁モデルＭ１３による筒内流入空気流量の算出を停止すると共に、吸気管モデルＭ１２に入力される筒内流入空気流量ｍｃが零とされる。すなわち、筒内流入空気流量ｍｃが計算値から零に切替えられる。
【００７７】
吸気管モデルＭ１２では、上記の式（３）および（４）にｍｃ＝０を代入することにより、次の式（１３）および式（１４）が導出される。式（１３）および式（１４）により吸気管内圧力Ｐｍおよび吸気管内温度Ｔｍが算出される。吸気弁停止制御を実行している期間中であっても吸気管内圧力Ｐｍを連続的に算出することができる。
【００７８】
【数８】
2011012634.tif 000010
【００７９】
吸気弁が再駆動した後においては、通常運転時のエアモデルを用いて筒内充填空気量の推定を行なうことができる。すなわち、筒内流入空気流量ｍｃが零から計算値に切替えられる。たとえば、図２に示すように、吸気管モデルＭ１２により吸気管内圧力Ｐｍおよび吸気管内温度Ｔｍを算出し、吸気弁モデルＭ１３により算出された筒内流入空気流量ｍｃを用いて、筒内充填空気量Ｍｃを算出することができる。
【００８０】
図１２に、本実施の形態の内燃機関において、吸気弁停止制御を行なうときのタイムチャートの拡大図を示す。図１２に示す例においては、４つの気筒を備える内燃機関を例示している。第１気筒、第３気筒、第４気筒および第２気筒は、この順に吸気工程が行なわれている。吸気工程では吸気弁が駆動される。本実施の形態においては、それぞれの気筒の吸気弁が開いている期間のオーバラップは小さい。
【００８１】
時刻ｔ0において、吸気弁停止制御が開始され、吸気弁を閉止状態で停止する弁停止指示が発信されている。エアモデルにおいては、たとえば吸気弁を停止するフラグが立てられている。第３気筒の吸気工程の途中において弁停止指示が発信されている。
【００８２】
図１２に示す例では、第３気筒で吸気弁の駆動を終了し、第４気筒の吸気弁は閉止状態で停止している。第３気筒は、最終駆動気筒に相当する。第４気筒は、停止予定気筒に相当する。時刻ｔ1は、最初に停止する第４気筒における吸気弁が開き始める（ＩＶＯ）べき予定時刻である。すなわち、時刻ｔ1は、第４気筒が仮に駆動した場合に吸気弁が開き始めていた時刻である。
【００８３】
ところで、図９を参照して、本実施の形態におけるエアモデルは、筒内流入空気流量ｍｃとして、全ての気筒に吸入される空気流量の時間平均を算出する平均値モデルである。例えば、内燃機関が定常状態である場合には、筒内流入空気流量ｍｃが、ほぼ一定になる。前述のように、吸気弁停止制御を開始する場合には、吸気管モデルＭ１２に入力される筒内流入空気流量ｍｃが吸気弁モデルＭ１３の計算値から零に切替えられる。
【００８４】
図１２を参照して、筒内流入空気流量ｍｃを、計算値から零に切替える時刻としては、例えば、気筒内への吸入を停止する停止予定気筒の開弁時刻を採用することが考えられる。すなわち、第４気筒の開弁を開始する予定であった時刻ｔ1を採用することが考えられる。ところが、気筒の開弁を開始した直後は、吸気弁が開き始めている状態であるために、実際に筒内に流入する空気流量は小さい。すなわち、実際の筒内流入空気流量の変化量は小さい状態である。ところが、第４気筒の開弁を開始する予定であった時刻ｔ1において、筒内流入空気流量ｍｃを計算値から零に切替えると、第４気筒の吸気弁が動作しているときの流量と、吸気弁が停止したときの流量との変化量が大きくなってしまう。換言すれば、エアモデルにおいて、筒内流入空気流量ｍｃを計算値から零に切替える時刻が早くなる。この結果、算出される吸気管内圧力Ｐｍの上昇が実際の吸気管内圧力よりも早くなる。
【００８５】
吸気弁停止制御が終了した場合には、吸気弁停止制御の期間中に算出されている吸気管内圧力を用いて、吸気弁が再駆動したときの筒内流入空気流量が算出される。吸気管内圧力が上昇している期間中に吸気弁停止制御が終了した場合には、過渡状態において算出されている吸気管内圧力を用いて筒内流入空気流量が算出される。
【００８６】
算出される吸気管内圧力Ｐｍの上昇が実際の吸気管内圧力の上昇よりも早い場合には、実際の吸気管内圧力よりもエアモデルにより算出された吸気管内圧力Ｐｍが高くなる。算出される筒内充填空気量Ｍｃは、実際よりも多くなる。燃焼室に供給される燃料の量も多くなり、燃焼室における空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にずれてしまう。このように、燃焼時の空燃比に誤差が生じる場合がある。
【００８７】
本実施の形態においては、最初に停止する第４気筒の吸気弁が開き始めるべき予定時刻ｔ1よりも後の時刻において筒内流入空気流量ｍｃを吸気弁モデルＭ１３の計算値から零に切替えている。筒内流入空気流量ｍｃを計算値から零に切替える時刻を、時刻ｔ1から時間ｄｔIVO遅らせている。時刻ｔ2において、筒内流入空気流量ｍｃを計算値から零に切替えている。この制御を行なうことにより、エアモデルにより算出される吸気管内圧力Ｐｍの推定精度を向上させることができる。特に、吸気弁が閉止状態で停止してから吸気管内圧力がほぼ定常状態になるまで、吸気管内圧力を精度良く推定することができる。このため、吸気管内圧力が過渡状態の期間中に吸気弁が再駆動した場合にも、筒内流入空気流量ｍｃを精度良く推定することができる。再駆動した時の燃焼時の空燃比を精度良く目標空燃比に近づけることができる。
【００８８】
図１３に、本実施の形態における内燃機関の制御のフローチャートを示す。図１３に示すフローチャートは、吸気弁停止制御を開始する時のフローチャートである。ステップ１０１において、吸気弁の停止指示を検出する。次に、ステップ１０２においては、最初に停止すべき停止予定気筒を定め、この停止予定気筒の吸気弁が開き始めるべき予定時刻ｔ1を検出する。
【００８９】
次に、ステップ１０３において、エアモデルにおける筒内流入空気流量ｍｃを計算値から零に切替えるための補正時間ｄｔIVOを定める。筒内流入空気流量ｍｃを切替える時刻は、停止予定気筒が駆動していた場合におけるクランク角度に依存する。補正時間は、例えば、内燃機関の機関回転数ＮＥに依存する。機関回転数ＮＥが大きくなることにより、吸気弁が開き始めたときの筒内流入空気流量の増加割合が大きくなる。この場合には、筒内流入空気流量ｍｃを計算値から零に切替える時刻を早くすることが好ましい。すなわち、補正時間ｄｔIVOを小さくすることが好ましい。
【００９０】
本実施の形態においては、機関回転数ＮＥを関数にする補正時間ｄｔIVOの値を電子制御ユニット３１のＲＯＭ３４に記憶させておく。吸気弁停止制御を開始すべきときに、ステップ１０３において機関回転数ＮＥを検出し、検出した機関回転数ＮＥから補正時間ｄｔIVOを定めることができる。
【００９１】
次に、ステップ１０４において、算出された補正時間ｄｔIVOに基づいて、時刻（ｔ1＋ｄｔIVO）にて、吸気管モデルＭ１２に入力する筒内流入空気流量ｍｃを零に切替える。
【００９２】
本実施の形態においては、機関回転数に基づいて補正時間ｄｔIVOを定めているが、この形態に限られず、補正時間ｄｔIVOは、電子制御ユニット３１と機関本体との間の通信遅れを考慮して定めることができる。たとえば、クランク角センサ４８等のセンサから電子制御ユニット３１への通信遅れが長いほど、補正時間ｄｔIVOを小さくする制御を行うことができる。電子制御ユニット３１と機関本体１との間の通信遅れを関数にして補正時間を定めることができる。
【００９３】
このように、内燃機関の機関回転数および電子制御ユニットと機関本体との間の通信遅れのうち、少なくとも一方に基づいて、筒内流入空気流量を計算値から零に切替える時刻を定めることにより、より正確に吸気管内圧力を推定することができる。
【００９４】
本実施の形態における補正時間ｄｔIVOは、内燃機関の機関回転数等の関数になっているが、この形態に限られず、補正時間ｄｔIVOは、予め定められた固定値が採用されていても構わない。
【００９５】
次に、本実施の形態における吸気弁停止制御が終了して、吸気弁を再駆動する時の制御について説明する。
【００９６】
図１４は、吸気弁停止制御を終了して吸気弁を再駆動する時のタイムチャートの拡大図である。時刻ｔ0において、吸気弁を再駆動するための信号が発信されている。第１気筒は、吸気弁が閉止状態で停止する最終の気筒である。第１気筒は、最終停止気筒に相当する。第３気筒は、吸気弁を再駆動する時の最初の気筒である。第３気筒は、再駆動開始気筒に相当する。第３気筒に続いて第４気筒が駆動されている。図１４に示す例においては、吸気管内圧力が略大気圧になっている状態から吸気弁を再駆動している。すなわち、吸気弁の停止後の吸気管内圧力がほぼ一定になった状態において、吸気弁を再駆動している。
【００９７】
吸気弁を再駆動する場合には、エアモデルにおける筒内流入空気流量ｍｃを零から吸気弁モデルＭ１３の計算値に切替える。吸気弁の駆動を再開する場合には、第３気筒の吸気弁が開き始める時刻ｔ1から補正時間ｄｔIVOを遅らせた時刻ｔ2において、筒内流入空気流量ｍｃを零から計算値に切替えることが好ましい。吸気弁が開き始めた直後においては、実際に気筒内に流入する空気流量は小さい。このため、エアモデルにおける筒内流入空気流量を切替える時刻を吸気弁が開き始める時刻より後の時刻にすることにより、精度良く吸気管内圧力を推定することができる。吸気弁が再駆動したときに、精度良く筒内流入空気流量を推定することができる。この結果、燃焼室における燃焼時の空燃比を精度良く制御することができる。
【００９８】
時刻ｔ0において、吸気弁を再駆動するための信号が発信され、最初に吸気弁が再駆動する第３気筒の開弁が開始する時刻ｔ1を検出する。次に、補正時間ｄｔIVOを定める。吸気弁を再駆動するときの補正時間ｄｔIVOは、吸気弁の停止時の筒内流入空気流量の切替えと同様に、内燃機関の機関回転数および電子制御ユニットと機関本体との間の通信遅れのうち、少なくとも一方に基づいて定めることが好ましい。次に、時刻ｔ2、すなわち時刻（ｔ1＋ｄｔIVO）において、筒内流入空気流量ｍｃを零から計算値に切替える。
【００９９】
本実施の形態における内燃機関は、４つの気筒を備える４気筒の内燃機関を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、任意の気筒数の内燃機関に本発明を適用することができる。例えば、単気筒の内燃機関であって、吸気弁が開いている時期が重複しない内燃機関においても本発明を適用することができる。
【０１００】
また、本実施の形態においては、図２に示すエアモデルを例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、気筒内に流入する筒内流入空気流量を用いて吸気弁の上流側の吸気管内圧力を推定する内燃機関の制御装置に適用することができる。
【０１０１】
（実施の形態２）
図１５から図１７を参照して、実施の形態２における内燃機関の制御装置について説明する。内燃機関の制御装置において、気筒内に充填される空気量をエアモデルＭ１０により推定することは、実施の形態１と同様である（図２参照）。内燃機関の運転期間中に吸気弁を閉止状態で停止させる吸気弁停止制御を行なうことも実施の形態１と同様である。
【０１０２】
本実施の形態における内燃機関は、複数の気筒を有し、それぞれの気筒における吸気弁が開いている期間のオーバラップを有する。すなわち、本実施の形態における内燃機関は、一つの気筒の吸気弁が開いている期間と他の気筒の吸気弁が開いている期間とが重複している。本実施の形態においては、複数の気筒を有する内燃機関のうち、６気筒の内燃機関を例に取り上げて説明する。
【０１０３】
図１５に、吸気弁停止制御を開始する時のタイムチャートの拡大図を示す。本実施の形態においては、第１気筒、第５気筒、第３気筒、第６気筒、第２気筒および第４気筒が、この順に吸気工程が行なわれている。図１５に示す例においては、時刻ｔ0において、弁停止指示が発信されている。第１気筒および第５気筒は駆動し、第５気筒の吸気工程の途中で、弁停止指示が発信されている。第５気筒は、最終駆動気筒に相当する。第３気筒は、最初に吸気弁が停止する停止予定気筒に相当する。
【０１０４】
時刻ｔ1は、最初に停止する第３気筒における吸気弁が開き始めるべき予定時刻である。時刻ｔ3は、第５気筒の吸気弁が完全に閉じる（ＩＶＣ）時刻である。吸気弁停止制御を行うことにより、エアモデルＭ１０の吸気管モデルＭ１２に入力する筒内空気流量ｍｃを計算値から零に切替える。本実施の形態においては、最終駆動気筒である第５気筒の吸気弁が完全に閉じる時刻ｔ3よりも前の時刻ｔ2において、筒内流入空気流量ｍｃを計算値から零に切替える。
【０１０５】
筒内流入空気流量を切替える時刻としては、最終駆動気筒である第５気筒の吸気弁が完全に閉じる時刻ｔ3を採用することが考えられる。ところが、それぞれの気筒の吸気弁の開いている期間が重複する内燃機関では、停止予定気筒の吸気弁が開き始めるべき予定時刻が早くなる。このため、最初の停止予定気筒である第３気筒に流入する予定であった空気量の影響が大きくなる。実際の吸気管内圧力は、最終駆動気筒である第５気筒の閉弁が完了する時刻ｔ3よりも早い時期に上昇する。
【０１０６】
図１５を参照して、時刻ｔ3で筒内流入空気流量ｍｃを計算値から零に切替えた場合には、算出された吸気管内圧力の上昇が実際の吸気管内圧力の上昇よりも遅くなってしまう。本実施の形態においては、最終駆動気筒の閉弁が完了する時刻ｔ3よりも補正時間ｄｔIVC早い時刻ｔ2において、筒内流入空気流量ｍｃを計算値から零に切替えている。
【０１０７】
図１６に、本実施の形態における内燃機関の制御のフローチャートを示す。図１６に示すフローチャートは、吸気弁停止制御を開始する時のフローチャートである。ステップ１１１において吸気弁の停止指示を検出する。次に、ステップ１１２において、最初に停止すべき停止予定気筒を定めた後に、最終駆動気筒の吸気弁が完全に閉じる時刻ｔ3を検出する。
【０１０８】
次に、ステップ１１３においては、補正時間ｄｔIVCを定める。本実施の形態においては、内燃機関の機関回転数に基づいて補正時間ｄｔIVCを定めている。実施の形態１と同様に、内燃機関の機関回転数および電子制御ユニットと機関本体との間の通信遅れのうち、少なくとも一方に基づいて補正時間ｄｔIVCを定めることにより、精度良く吸気管内圧力を推定することができる。
【０１０９】
ステップ１１４において、時刻（ｔ3−ｄｔIVC）にて筒内流入空気流量ｍｃを計算値から零に切替える。この制御を行なうことにより、精度良く吸気管内圧力を推定することができる。たとえば、吸気管内圧力が上昇している過渡期間に吸気弁を再駆動した場合においても、精度良く筒内充填空気量を推定することができる。この結果、精度良く燃焼時の空燃比を制御することができる。
【０１１０】
本実施の形態における制御装置は、吸気弁が開いている期間のオーバラップが大きな内燃機関に好適である。すなわち、吸気弁が開いている期間が重複するクランク角度が大きな内燃機関に好適である。例えば、６気筒以上の気筒を備える内燃機関に好適である。または、例えば、吸気弁が開いている期間が重複するクランク角の角度範囲が６０°以上の内燃機関に好適である。更には、ハイブリッド車両等に備えられるアトキンソンサイクルを用いる内燃機関では、それぞれの気筒の吸気弁が開いている期間のオーバラップが大きくなる場合がある。このように互いに異なる気筒の吸気弁の開期間のオーバラップが大きな内燃機関に好適である。
【０１１１】
次に、本実施の形態における吸気弁停止制御が終了して、吸気弁を再駆動する時の制御について説明する。
【０１１２】
図１７に、本実施の形態において、吸気弁停止制御を終了して吸気弁を再駆動する時のタイムチャートの拡大図を示す。図１７に示す例では、第１気筒は、閉止状態で停止する最終の気筒であり、最終停止気筒に相当する。第５気筒は、最初に駆動を再開した気筒であり、再駆動開始気筒に相当する。第５気筒の後に続いて第３気筒が駆動されている。
【０１１３】
本実施の形態においては、前述の通り、吸気弁停止制御を開始したときに筒内流入空気流量を計算値から零に切替える時刻は、最終駆動気筒の吸気弁が完全に閉じる時刻ｔ3を基準にしている（図１５参照）。しかしながら、吸気弁を再駆動する場合には、最初に再駆動する気筒に流入する空気流量の影響が大きくなる。第５気筒に流入する空気流量の影響が大きくなる。このため、吸気弁を再駆動すべき時には、実施の形態１と同様に、最初に再駆動する気筒が開き始める時刻ｔ1から所定の時刻を遅らせた時刻ｔ2にて、筒内流入空気流量ｍｃを零から計算値に切替えることが好ましい。
【０１１４】
時刻ｔ0において、吸気弁を再駆動するための信号が発信されている。最初に吸気弁が再駆動する第５気筒の開弁が開始する時刻ｔ1を検出する。次に、補正時間ｄｔIVOを定める。補正時間ｄｔIVOは、実施の形態１と同様に、内燃機関の回転数および電子制御ユニットと機関本体との間の通信遅れのうち、少なくとも一方に基づいて定めることが好ましい。次に、時刻ｔ2、すなわち時刻（ｔ1＋ｄｔIVO）において、筒内流入空気流量ｍｃを零から計算値に切替える。
【０１１５】
このように、本実施の形態における吸気弁停止制御を終了して、吸気弁を再駆動する場合には、最初に再駆動する吸気弁が開き始める時刻を基準にして、筒内流入空気流量を零から計算値に切替える時刻を定めることが好ましい。この制御を行なうことにより、吸気弁が再駆動した場合に精度良く吸気管内圧力を推定することができ、精度良く筒内充填空気量を算出することができる。この結果、燃焼時の空燃比を精度良く制御することができる。
【０１１６】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。
【０１１７】
上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に含まれる変更が意図されている。
【符号の説明】
【０１１８】
１    機関本体
５    気筒
６    吸気弁
７    吸気ポート
１１    燃料噴射弁
２３    吸気管部分
１８    スロットル弁
Ｍ１０    エアモデル
Ｍ１１    スロットルモデル
Ｍ１２    吸気管モデル
Ｍ１３    吸気弁モデル
【図１】
2011012634.tif 000011
【図２】
2011012634.tif 000012
【図３】
2011012634.tif 000013
【図４】
2011012634.tif 000014
【図５】
2011012634.tif 000015
【図６】
2011012634.tif 000016
【図７】
2011012634.tif 000017
【図８】
2011012634.tif 000018
【図９】
2011012634.tif 000019
【図１０】
2011012634.tif 000020
【図１１】
2011012634.tif 000021
【図１２】
2011012634.tif 000022
【図１３】
2011012634.tif 000023
【図１４】
2011012634.tif 000024
【図１５】
2011012634.tif 000025
【図１６】
2011012634.tif 000026
【図１７】
2011012634.tif 000027