(57)【要約】【課題】  シリンダ壁温に基づいて内燃機関が制御される場合よりも内燃機関を適切に制御し、吸排気弁の開口面積又は作用角が変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御する。【解決手段】  吸気弁２及び排気弁３の少なくとも一方の開口面積又は作用角を変更するための可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁２及び排気弁３の少なくとも一方の開口面積又は作用角に基づいて筒内ガス温度を算出し、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内のある部分の温度に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積を変更するための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積に基づいて筒内ガス温度を算出し、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
気筒内のある部分の温度に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角を変更するための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角に基づいて筒内ガス温度を算出し、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積及び作用角を変更するための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積及び作用角に基づいて筒内ガス温度を算出し、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内ガス温度を算出し、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
シリンダ壁温、機関回転数、吸入空気量、内部ＥＧＲガス量、内部ＥＧＲガス温度のうちの少なくとも一つに基づいて筒内ガス温度を補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のための可変動弁機構を具備し、内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のための可変動弁機構を具備し、内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積及び作用角に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
大気圧、排気管内の圧力、及び前回算出した内部ＥＧＲガス割合又は量のうちの少なくとも一つに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を補正することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積と、バルブオーバラップ期間中における吸気弁の上流側の圧力及び下流側の圧力とに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の所定時間毎の開口面積と、バルブオーバラップ期間中における所定時間毎の吸気弁の上流側の圧力及び下流側の圧力とに基づいて瞬時内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その瞬時内部ＥＧＲガス割合又は量を積算することにより得られた内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁の開口面積に基づいて筒内乱れの程度を推定し、その筒内乱れの程度に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁の開口面積が減少するに従って筒内乱れの程度が増加すると推定し、その推定された筒内乱れの程度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１４】
吸気弁の作用角、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内乱れの程度を推定し、その推定された筒内乱れの程度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項１３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】
従来、気筒内のある部分の温度に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置が知られている。この種の内燃機関の制御装置の例としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された内燃機関の制御装置では、シリンダ壁温を検出するための壁温センサの出力値に基づいて点火時期が算出され、その算出された点火時期に基づいて内燃機関が制御されている。
【０００３】
ところで、上述したように特許文献１に記載された内燃機関の制御装置ではシリンダ壁温に基づいて点火時期が算出され、その点火時期に基づいて内燃機関が制御されているものの、シリンダ壁温と筒内ガス温度とではかなりの相違があり、また、適切な点火時期はシリンダ壁温よりも、むしろ筒内ガス温度に基づいて定まるといえる。従って、シリンダ壁温に基づいて点火時期が算出されている特許文献１に記載された内燃機関の制御装置によっては、内燃機関を適切に制御することができない。その上、例えば可変動弁機構によって吸排気弁の開口面積又は作用角が変更せしめられるのに伴って筒内ガス温度が変化してしまうのを考慮していない特許文献１に記載された内燃機関の制御装置によっては、吸排気弁の開口面積又は作用角が変更せしめられる場合に内燃機関を適切に制御することができない。
【０００４】
また従来、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のための可変動弁機構を具備し、内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置が知られている。この種の内燃機関の制御装置の例としては、例えば特許文献２に記載されたものがある。特許文献２に記載された内燃機関の制御装置では、吸気弁の開弁期間の長さを変更することなく開閉タイミング（バルブタイミング）をシフトさせる可変動弁機構が設けられ、内部ＥＧＲガス量（内部排気ガス再循環量）、つまり、吸気管内に吹き返された後に再び気筒内に吸入される既燃ガスの量と気筒から排出されることなく気筒内にそのまま残留している既燃ガスの量との和に基づいて点火時期が算出され、その算出された点火時期に基づいて内燃機関が制御されている。
【０００５】
ところが、特許文献２に記載された内燃機関の制御装置では、内部ＥＧＲガス量を算出する場合に吸排気弁の開閉タイミングのシフト量が考慮されているものの、吸排気弁の開口面積の変更量が考慮されていない。一方で、可変動弁機構にバルブリフト量を変更する機能が設けられ、バルブリフト量を変更することによって吸排気弁の開口面積が変更せしめられる場合には、吸排気弁の開閉タイミングがシフトされなくても、実際の内部ＥＧＲガス量はかなり変動する。従って、吸排気弁の開口面積が変更せしめられる場合に、特許文献２に記載された内燃機関の制御装置によって吸排気弁の開口面積の変更を考慮することなく内部ＥＧＲガス量が算出されてしまうと、算出された内部ＥＧＲガス量と実際の内部ＥＧＲガス量とがかなり相違してしまう。つまり、例えば可変動弁機構によって吸排気弁の開口面積が変更せしめられるのに伴って内部ＥＧＲガス量が変化してしまうのを考慮していない特許文献２に記載された内燃機関の制御装置によっては、吸排気弁の開口面積が変更せしめられる場合に内部ＥＧＲガス量を正確に算出することができず、内燃機関を適切に制御することができない。
【０００６】
また、特許文献２に記載された内燃機関の制御装置では、内部ＥＧＲガス量を算出する場合に吸排気弁の開閉タイミングのシフト量が考慮されているものの、吸排気弁の作用角の変更量、つまり、吸排気弁の開弁期間に相当するカムシャフトの回転角の変更量が考慮されていない。一方で、可変動弁機構に吸排気弁の作用角を変更する機能、つまり、吸排気弁の開弁期間を増減させる機能が設けられ、吸排気弁の作用角が変更せしめられる場合には、吸排気弁の開閉タイミングがシフトされなくても、つまり、バルブリフト量のピークタイミングが変更されなくても、実際の内部ＥＧＲガス量はかなり変動する。従って、吸排気弁の作用角が変更せしめられる場合に、特許文献２に記載された内燃機関の制御装置によって吸排気弁の作用角の変更を考慮することなく内部ＥＧＲガス量が算出されてしまうと、算出された内部ＥＧＲガス量と実際の内部ＥＧＲガス量とがかなり相違してしまう。つまり、例えば可変動弁機構によって吸排気弁の作用角が変更せしめられるのに伴って内部ＥＧＲガス量が変化してしまうのを考慮していない特許文献２に記載された内燃機関の制御装置によっては、吸排気弁の作用角が変更せしめられる場合に内部ＥＧＲガス量を正確に算出することができず、内燃機関を適切に制御することができない。
【０００７】
また従来、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁の開口面積に基づいて筒内乱れの程度を推定し、その筒内乱れの程度に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置が知られている。この種の内燃機関の制御装置の例としては、例えば特許文献３に記載されたものがある。特許文献３に記載された内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁の開口面積が減少するに従って筒内乱れの程度が減少すると推定されている。
【０００８】
ところが、特許文献３に記載された内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁の開口面積が減少するに従って筒内乱れの程度が減少すると推定されているものの、現実には、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁の開口面積が減少するに従って筒内乱れの程度は増加する。従って、特許文献３に記載された内燃機関の制御装置の場合のように吸気弁の開口面積が減少するに従って筒内乱れの程度が減少すると推定し、その推定された筒内乱れの程度に基づいて内燃機関を制御してしまうと、可変動弁機構によって吸気弁の開口面積が変更せしめられたときに内燃機関が適切に制御されなくなってしまう。
【０００９】
また従来、筒内圧に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置が知られている。この種の内燃機関の制御装置の例としては、例えば特許文献４に記載されたものがある。特許文献４に記載された内燃機関の制御装置では、筒内圧を検出するための筒内圧センサの出力値に基づいて燃料噴射量、点火時期が算出され、その算出された燃料噴射量、点火時期に基づいて内燃機関が制御されている。
【００１０】
ところが、特許文献４に記載された内燃機関の制御装置のように筒内圧センサによって筒内圧が検出される場合、その検出された筒内圧は、燃焼圧がピークとなる時点のものであって、圧縮上死点後１０〜１５クランク角度の時点のものになる。従って、特許文献４に記載された内燃機関の制御装置によっては、例えば圧縮上死点時の筒内圧のような、燃焼圧ピーク時以外の時点の筒内圧に基づいて内燃機関を制御することができない。その上、例えば可変動弁機構によって吸排気弁の開口面積又は作用角が変更せしめられるのに伴って筒内圧が変化してしまうのを考慮していない特許文献４に記載された内燃機関の制御装置によっては、吸排気弁の開口面積又は作用角が変更せしめられる場合に内燃機関を適切に制御することができない。
【００１１】
【特許文献１】特開平４−８１５７４号公報
【特許文献２】特開平９−２０９８９５号公報
【特許文献３】特開２０００−７３８００号公報
【特許文献４】特開平９−５３５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記問題点に鑑み、本発明はシリンダ壁温に基づいて内燃機関が制御される場合よりも内燃機関を適切に制御し、吸排気弁の開口面積又は作用角が変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御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。
【００１３】
更に本発明は吸排気弁の開口面積又は作用角が変更せしめられる場合であっても内部ＥＧＲガス量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御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。
【００１４】
更に本発明は可変動弁機構によって吸気弁の開口面積が変更せしめられた場合であっても筒内乱れの程度を正確に推定し内燃機関を適切に制御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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、気筒内のある部分の温度に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積を変更するための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積に基づいて筒内ガス温度を算出し、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【００１６】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積に基づいて筒内ガス温度が算出され、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関が制御される。そのため、特許文献１に記載された内燃機関の制御装置のようにシリンダ壁温に基づいて内燃機関が制御される場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。更に、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積に基づいて算出される筒内ガス温度に応じて内燃機関が制御されるため、吸排気弁の開口面積が変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。詳細には例えば、吸気弁の開口面積が増加するに従って、吸気弁の開口面積に基づいて算出される筒内ガス温度が高くなり、筒内ガス温度が高くなるに従って点火時期が遅角せしめられるように内燃機関が制御される。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、気筒内のある部分の温度に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角を変更するための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角に基づいて筒内ガス温度を算出し、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【００１８】
請求項２に記載の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角に基づいて筒内ガス温度が算出され、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関が制御される。そのため、特許文献１に記載された内燃機関の制御装置のようにシリンダ壁温に基づいて内燃機関が制御される場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。更に、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角に基づいて算出される筒内ガス温度に応じて内燃機関が制御されるため、吸排気弁の作用角が変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。詳細には例えば、吸気下死点以降に吸気弁が全閉する場合には、吸気弁の作用角が増加するに従って、吸気弁の作用角に基づいて算出される筒内ガス温度が高くなり、筒内ガス温度が高くなるに従って点火時期が遅角せしめられるように内燃機関が制御される。また、吸気下死点以前に吸気弁が全閉する場合には、吸気弁の作用角が減少するに従って、吸気弁の作用角に基づいて算出される筒内ガス温度が高くなり、筒内ガス温度が高くなるに従って点火時期が遅角せしめられるように内燃機関が制御される。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積及び作用角を変更するための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積及び作用角に基づいて筒内ガス温度を算出し、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００２０】
請求項３に記載の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積及び作用角に基づいて筒内ガス温度が算出され、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関が制御される。そのため、吸排気弁の作用角に基づくことなく吸排気弁の開口面積のみに基づいて筒内ガス温度が算出される場合や、吸排気弁の開口面積に基づくことなく吸排気弁の作用角のみに基づいて筒内ガス温度が算出される場合よりも筒内ガス温度を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内ガス温度を算出し、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００２２】
請求項４に記載の内燃機関の制御装置では、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内ガス温度が算出され、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関が制御される。そのため、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内ガス温度が算出されない場合よりも筒内ガス温度を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、シリンダ壁温、機関回転数、吸入空気量、内部ＥＧＲガス量、内部ＥＧＲガス温度のうちの少なくとも一つに基づいて筒内ガス温度を補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００２４】
請求項５に記載の内燃機関の制御装置では、シリンダ壁温、機関回転数、吸入空気量、内部ＥＧＲガス量、内部ＥＧＲガス温度のうちの少なくとも一つに基づいて筒内ガス温度が補正されるため、それらのうちの少なくとも一つに基づいて筒内ガス温度が補正されない場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のための可変動弁機構を具備し、内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【００２６】
請求項６に記載の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出され、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関が制御される。そのため、特許文献２に記載された内燃機関の制御装置のように可変動弁機構による吸排気弁の開口面積の変更を考慮することなく内部ＥＧＲガス割合又は量が算出される場合よりも、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。つまり、吸排気弁の開口面積が変更せしめられる場合であっても内部ＥＧＲガス量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。詳細には例えば、吸気弁の開口面積が増加するに従って、吸気弁の開口面積に基づいて算出される内部ＥＧＲガス割合又は量が増加し、内部ＥＧＲガス割合又は量が増加するに従って点火時期が進角せしめられるように内燃機関が制御される。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のための可変動弁機構を具備し、内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【００２８】
請求項７に記載の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出され、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関が制御される。そのため、特許文献２に記載された内燃機関の制御装置のように可変動弁機構による吸排気弁の作用角の変更を考慮することなく内部ＥＧＲガス割合又は量が算出される場合よりも、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。つまり、吸排気弁の作用角が変更せしめられる場合であっても内部ＥＧＲガス量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。詳細には例えば、吸気弁の作用角が増加するに従って、吸気弁の作用角に基づいて算出される内部ＥＧＲガス割合又は量が増加し、内部ＥＧＲガス割合又は量が増加するに従って点火時期が進角せしめられるように内燃機関が制御される。
【００２９】
請求項８に記載の発明によれば、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積及び作用角に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００３０】
請求項８に記載の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積及び作用角に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出され、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関が制御される。そのため、吸排気弁の作用角に基づくことなく吸排気弁の開口面積のみに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出される場合や、吸排気弁の開口面積に基づくことなく吸排気弁の作用角のみに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出される場合よりも、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００３１】
請求項９に記載の発明によれば、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００３２】
請求項９に記載の内燃機関の制御装置では、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出され、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関が制御される。そのため、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出されない場合よりも、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００３３】
請求項１０に記載の発明によれば、大気圧、排気管内の圧力、及び前回算出した内部ＥＧＲガス割合又は量のうちの少なくとも一つに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を補正することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００３４】
請求項１０に記載の内燃機関の制御装置では、大気圧、排気管内の圧力、及び前回算出した内部ＥＧＲガス割合又は量のうちの少なくとも一つに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が補正されるため、それらのうちの少なくとも一つに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が補正されない場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。
【００３５】
請求項１１に記載の発明によれば、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積と、バルブオーバラップ期間中における吸気弁の上流側の圧力及び下流側の圧力とに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００３６】
請求項１１に記載の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積と、バルブオーバラップ期間中における吸気弁の上流側の圧力及び下流側の圧力とに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出され、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関が制御される。そのため、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積のみに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出され、バルブオーバラップ期間中における吸気弁の上流側の圧力及び下流側の圧力に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出されない場合よりも、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００３７】
請求項１２に記載の発明によれば、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の所定時間毎の開口面積と、バルブオーバラップ期間中における所定時間毎の吸気弁の上流側の圧力及び下流側の圧力とに基づいて瞬時内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その瞬時内部ＥＧＲガス割合又は量を積算することにより得られた内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００３８】
請求項１２に記載の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の所定時間毎の開口面積と、バルブオーバラップ期間中における所定時間毎の吸気弁の上流側の圧力及び下流側の圧力とに基づいて瞬時内部ＥＧＲガス割合又は量が算出され、その瞬時内部ＥＧＲガス割合又は量を積算することにより得られた内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関が制御される。そのため、吸排気弁の開口面積やバルブオーバラップ期間中における吸気弁の上流側の圧力及び下流側の圧力の変化が大きい場合であっても、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００３９】
請求項１３に記載の発明によれば、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁の開口面積に基づいて筒内乱れの程度を推定し、その筒内乱れの程度に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁の開口面積が減少するに従って筒内乱れの程度が増加すると推定し、その推定された筒内乱れの程度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【００４０】
請求項１３に記載の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁の開口面積が減少するに従って筒内乱れの程度が増加すると推定され、その推定された筒内乱れの程度に基づいて内燃機関が制御される。そのため、吸気弁の開口面積が減少するに従って筒内乱れの程度が減少すると推定され、その推定された筒内乱れの程度に基づいて内燃機関が制御される特許文献３に記載された内燃機関の制御装置と異なり、可変動弁機構によって吸気弁の開口面積が変更せしめられた場合であっても筒内乱れの程度を正確に推定し内燃機関を適切に制御することができる。詳細には例えば、吸気弁の開口面積が減少するに従って、吸気弁の開口面積に基づいて推定される筒内乱れの程度が増加し、筒内乱れの程度が増加するに従って点火時期が遅角せしめられるように内燃機関が制御される。
【００４１】
請求項１４に記載の発明によれば、吸気弁の作用角、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内乱れの程度を推定し、その推定された筒内乱れの程度に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする請求項１３に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
【００４２】
請求項１４に記載の内燃機関の制御装置では、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内乱れの程度が推定され、その推定された筒内乱れの程度に基づいて内燃機関が制御される。そのため、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内乱れの程度が推定されない場合よりも、筒内乱れの程度を正確に推定し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００４３】
なお、本発明の一実施形態によれば、筒内圧に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積を変更するための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積に基づいて筒内圧を算出し、その筒内圧に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【００４４】
この実施形態の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積に基づいて筒内圧が算出される。そのため、特許文献４に記載された内燃機関の制御装置のように筒内圧センサによって筒内圧が検出される場合と異なり、燃焼圧ピーク時の筒内圧のみならず燃焼圧ピーク時以外の時点の筒内圧にも基づいて内燃機関を制御することができる。更に、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積に基づいて算出される筒内圧に応じて内燃機関が制御されるため、吸排気弁の開口面積が変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。詳細には例えば、吸気弁の開口面積が増加するに従って、吸気弁の開口面積に基づいて算出される筒内圧が増加し、筒内圧が増加するに従って点火時期が遅角せしめられるように内燃機関が制御される。あるいは、吸気弁の開口面積が増加するに従って、吸気弁の開口面積に基づいて算出される筒内圧が増加し、筒内圧が増加するに従って燃料噴射量が増加せしめられるように内燃機関が制御される。
【００４５】
また、他の実施形態によれば、筒内圧に基づいて内燃機関を制御するようにした内燃機関の制御装置において、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角を変更するための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角に基づいて筒内圧を算出し、その筒内圧に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【００４６】
この実施形態の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角に基づいて筒内圧が算出される。そのため、特許文献４に記載された内燃機関の制御装置のように筒内圧センサによって筒内圧が検出される場合と異なり、燃焼圧ピーク時の筒内圧のみならず燃焼圧ピーク時以外の時点の筒内圧にも基づいて内燃機関を制御することができる。更に、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角に基づいて算出される筒内圧に応じて内燃機関が制御されるため、吸排気弁の作用角が変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。詳細には例えば、吸気下死点以降に吸気弁が全閉する場合には、吸気弁の作用角が減少するに従って、吸気弁の作用角に基づいて算出される筒内圧が増加し、筒内圧が増加するに従って点火時期が遅角せしめられるように内燃機関が制御される。また、吸気下死点以前に吸気弁が全閉する場合には、吸気弁の作用角が増加するに従って、吸気弁の作用角に基づいて算出される筒内圧が増加し、筒内圧が増加するに従って点火時期が遅角せしめられるように内燃機関が制御される。あるいは、吸気弁の作用角が減少するに従って、吸気弁の作用角に基づいて算出される筒内圧が増加し、筒内圧が増加するに従って燃料噴射量が増加せしめられるように内燃機関が制御される。
【００４７】
更に他の実施形態によれば、上述の二つの実施形態の何れかにおいて、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積及び作用角を変更するための可変動弁機構を具備し、その可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積及び作用角に基づいて筒内圧を算出し、その筒内圧に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【００４８】
この実施形態の内燃機関の制御装置では、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積及び作用角に基づいて筒内圧が算出され、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御される。そのため、吸排気弁の作用角に基づくことなく吸排気弁の開口面積のみに基づいて筒内圧が算出される場合や、吸排気弁の開口面積に基づくことなく吸排気弁の作用角のみに基づいて筒内圧が算出される場合よりも、筒内圧を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００４９】
更に他の実施形態によれば、直上で述べた実施形態において、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内圧を算出し、その筒内圧に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
【００５０】
この実施形態の内燃機関の制御装置では、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内圧が算出され、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御される。そのため、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内圧が算出されない場合よりも筒内圧を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【発明の効果】
【００５１】
請求項１に記載の発明によれば、特許文献１に記載された内燃機関の制御装置のようにシリンダ壁温に基づいて内燃機関が制御される場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。更に、吸排気弁の開口面積が変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。
【００５２】
請求項２に記載の発明によれば、特許文献１に記載された内燃機関の制御装置のようにシリンダ壁温に基づいて内燃機関が制御される場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。更に、吸排気弁の作用角が変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。
【００５３】
請求項３に記載の発明によれば、吸排気弁の作用角に基づくことなく吸排気弁の開口面積のみに基づいて筒内ガス温度が算出される場合や、吸排気弁の開口面積に基づくことなく吸排気弁の作用角のみに基づいて筒内ガス温度が算出される場合よりも筒内ガス温度を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００５４】
請求項４に記載の発明によれば、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内ガス温度が算出されない場合よりも筒内ガス温度を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００５５】
請求項５に記載の発明によれば、それらのうちの少なくとも一つに基づいて筒内ガス温度が補正されない場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。
【００５６】
請求項６に記載の発明によれば、特許文献２に記載された内燃機関の制御装置のように可変動弁機構による吸排気弁の開口面積の変更を考慮することなく内部ＥＧＲガス割合又は量が算出される場合よりも、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。つまり、吸排気弁の開口面積が変更せしめられる場合であっても内部ＥＧＲガス量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００５７】
請求項７に記載の発明によれば、特許文献２に記載された内燃機関の制御装置のように可変動弁機構による吸排気弁の作用角の変更を考慮することなく内部ＥＧＲガス割合又は量が算出される場合よりも、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。つまり、吸排気弁の作用角が変更せしめられる場合であっても内部ＥＧＲガス量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００５８】
請求項８に記載の発明によれば、吸排気弁の作用角に基づくことなく吸排気弁の開口面積のみに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出される場合や、吸排気弁の開口面積に基づくことなく吸排気弁の作用角のみに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出される場合よりも、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００５９】
請求項９に記載の発明によれば、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出されない場合よりも、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００６０】
請求項１０に記載の発明によれば、それらのうちの少なくとも一つに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が補正されない場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。
【００６１】
請求項１１に記載の発明によれば、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開口面積のみに基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出され、バルブオーバラップ期間中における吸気弁の上流側の圧力及び下流側の圧力に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量が算出されない場合よりも、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００６２】
請求項１２に記載の発明によれば、吸排気弁の開口面積やバルブオーバラップ期間中における吸気弁の上流側の圧力及び下流側の圧力の変化が大きい場合であっても、内部ＥＧＲガス割合又は量を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００６３】
請求項１３に記載の発明によれば、吸気弁の開口面積が減少するに従って筒内乱れの程度が減少すると推定され、その推定された筒内乱れの程度に基づいて内燃機関が制御される特許文献３に記載された内燃機関の制御装置と異なり、可変動弁機構によって吸気弁の開口面積が変更せしめられた場合であっても筒内乱れの程度を正確に推定し内燃機関を適切に制御することができる。
【００６４】
請求項１４に記載の発明によれば、吸気弁の位相、吸気管内の圧力、及び機関回転数に基づいて筒内乱れの程度が推定されない場合よりも、筒内乱れの程度を正確に推定し、内燃機関を適切に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００６６】
図１は本発明の内燃機関の制御装置の第一の実施形態の概略構成図、図２は図１に示した内燃機関の制御装置の吸気系等の詳細図である。図１及び図２において、１は内燃機関、２は吸気弁、３は排気弁、４は吸気弁を開閉させるためのカム、５は排気弁を開閉させるためのカム、６は吸気弁用カム４を担持しているカムシャフト、７は排気弁用カム５を担持しているカムシャフトである。図３は図１に示した吸気弁用カム及びカムシャフトの詳細図である。図３に示すように、本実施形態のカム４のカムプロフィルは、カムシャフト中心軸線の方向に変化している。つまり、本実施形態のカム４は、図３の左端のノーズ高さが右端のノーズ高さよりも大きくなっている。すなわち、本実施形態の吸気弁２のバルブリフト量は、バルブリフタがカム４の左端と接しているときよりも、バルブリフタがカム４の右端と接しているときの方が小さくなる。
【００６７】
図１及び図２の説明に戻り、８は気筒内に形成された燃焼室、９はバルブリフト量を変更するために吸気弁２に対してカム４をカムシャフト中心軸線の方向に移動させるためのバルブリフト量変更装置である。つまり、バルブリフト量変更装置９を作動することにより、カム４の左端（図３）においてカム４とバルブリフタとを接触させたり、カム４の右端（図３）においてカム４とバルブリフタとを接触させたりすることができる。バルブリフト量変更装置９によって吸気弁２のバルブリフト量が変更されると、それに伴って、吸気弁２の開口面積が変更されることになる。本実施形態の吸気弁２では、バルブリフト量が増加されるに従って吸気弁２の開口面積が増加するようになっている。１０はバルブリフト量変更装置９を駆動するためのドライバ、１１は吸気弁２の開弁期間を変更することなく吸気弁の開閉タイミングをシフトさせるための開閉タイミングシフト装置である。つまり、開閉タイミングシフト装置１１を作動することにより、吸気弁２の開閉タイミングを進角側にシフトさせたり、遅角側にシフトさせたりすることができる。１２は開閉タイミングシフト装置１１を作動するための油圧を制御するオイルコントロールバルブである。尚、本実施形態における可変動弁機構には、バルブリフト量変更装置９及び開閉タイミングシフト装置１１の両者が含まれることになる。
【００６８】
１３はクランクシャフト、１４はオイルパン、１５は燃料噴射弁、１６は吸気弁２のバルブリフト量及び開閉タイミングシフト量を検出するためのセンサ、１７は機関回転数を検出するためのセンサである。１８は気筒内に吸入空気を供給する吸気管内の圧力を検出するための吸気管圧センサ、１９はエアフローメータ、２０は内燃機関冷却水の温度を検出するための冷却水温センサ、２１は気筒内に供給される吸入空気の吸気管内における温度を検出するための吸入空気温センサ、２２はＥＣＵ（電子制御装置）である。５０はシリンダ、５１，５２は吸気管、５３はサージタンク、５４は排気管、５５は点火栓である。
【００６９】
図４は図１に示したバルブリフト量変更装置等の詳細図である。図４において、３０は吸気弁用カムシャフト６に連結された磁性体、３１は磁性体３０を左側に付勢するためのコイル、３２は磁性体３０を右側に付勢するための圧縮ばねである。コイル３１に対する通電量が増加されるに従って、カム４及びカムシャフト６が左側に移動する量が増加し、吸気弁２のバルブリフト量が減少せしめられることになる。
【００７０】
図５はバルブリフト量変更装置が作動されるのに伴って吸気弁のバルブリフト量が変化する様子を示した図である。図５に示すように、コイル３１に対する通電量が減少されるに従って、吸気弁２のバルブリフト量が増加せしめられる（実線→破線→一点鎖線）。また本実施形態では、バルブリフト量変更装置９が作動されるのに伴って、吸気弁２の開弁期間も変更せしめられる。つまり、吸気弁２の作用角も変更せしめられる。詳細には、吸気弁２のバルブリフト量が増加せしめられるのに伴って、吸気弁２の作用角が増加せしめられる（実線→破線→一点鎖線）。更に本実施形態では、バルブリフト量変更装置９が作動されるのに伴って、吸気弁２のバルブリフト量がピークとなるタイミングも変更せしめられる。詳細には、吸気弁２のバルブリフト量が増加せしめられるのに伴って、吸気弁２のバルブリフト量がピークとなるタイミングが遅角せしめられる（実線→破線→一点鎖線）。
【００７１】
図６は図１に示した開閉タイミングシフト装置等の詳細図である。図６において、４０は吸気弁２の開閉タイミングを進角側にシフトさせるための進角側油路、４１は吸気弁２の開閉タイミングを遅角側にシフトさせるための遅角側油路、４２はオイルポンプである。進角側油路４０内の油圧が増加されるに従い、吸気弁２の開閉タイミングが進角側にシフトせしめられる。つまり、クランクシャフト１３に対するカムシャフト６の回転位相が進角せしめられる。一方、遅角側油路４１の油圧が増加されるに従い、吸気弁２の開閉タイミングが遅角側にシフトせしめられる。つまり、クランクシャフト１３に対するカムシャフト６の回転位相が遅角せしめられる。
【００７２】
図７は開閉タイミングシフト装置が作動されるのに伴って吸気弁の開閉タイミングがシフトする様子を示した図である。図７に示すように、進角側油路４０内の油圧が増加されるに従って吸気弁２の開閉タイミングが進角側にシフトされる（実線→破線→一点鎖線）。このとき、吸気弁２の開弁期間は変更されない、つまり、吸気弁２が開弁している期間の長さは変更されない。
【００７３】
上述したようにバルブリフト量変更装置９及び開閉タイミングシフト装置１１によって吸気弁２のバルブリフト量、作用角、開閉タイミング（位相）が変更せしめられると、それに伴って筒内圧が変化する。筒内圧が変化するにもかかわらず一律に所定のタイミングで点火が行われてしまうと、最適な点火時期からずれてしまい、内燃機関を適切に制御することができない。従って、最適なタイミングで点火を行い、内燃機関を適切に制御するためには、吸気弁２のバルブリフト量、作用角、開閉タイミング（位相）の変更に伴って変化する筒内圧を正確に算出することが必要になる。
【００７４】
図８は本実施形態における点火時期算出方法を示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図８に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ１００において機関始動時であるか否かが判断される。ＹＥＳのときには、燃料増量が行われる機関始動時には筒内圧を正確に算出し、それに基づいて点火時期を決定する必要がないと判断し、このルーチンを終了する。一方、ＮＯのときにはステップ１０１に進む。ステップ１０１では、吸気弁２のバルブリフト量ＬＴ、作用角ＶＡ、開閉タイミングＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、機関回転数ＮＥに基づいて圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂが算出される。
【００７５】
図９は圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂとバルブリフト量ＬＴと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図９に示すように、ステップ１０１において算出される圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂは、バルブリフト量ＬＴが大きくなるに従って高くなり、また、吸気管内の圧力ＰＭが高くなるに従って高くなる。図１０は圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂと作用角ＶＡと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図１０に示すように、ステップ１０１において算出される圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂは、吸気下死点以降に吸気弁２が全閉する場合、作用角ＶＡが小さくなるに従って高くなる。図１１は圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂと作用角ＶＡと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図１１に示すように、ステップ１０１において算出される圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂは、吸気下死点以前に吸気弁２が全閉する場合、作用角ＶＡが大きくなるに従って高くなる。
【００７６】
図１２は圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂと開閉タイミング（位相）ＶＴと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図１２に示すように、ステップ１０１において算出される圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂは、吸気下死点以降に吸気弁２が全閉する場合、開閉タイミング（位相）ＶＴが進角せしめられるに従って高くなる。図１３は圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂと開閉タイミング（位相）ＶＴと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図１３に示すように、ステップ１０１において算出される圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂは、吸気下死点以前に吸気弁２が全閉する場合、開閉タイミング（位相）ＶＴが遅角せしめられるに従って高くなる。図１４は圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。図１４に示すように、ステップ１０１において算出される圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂは、機関回転数ＮＥが中速のときにピークとなる。
【００７７】
図８の説明に戻り、次いでステップ１０２では、現在の機関運転条件に基づいて圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂから圧縮上死点時筒内圧力ＰＣＹＬが算出される。次いでステップ１０３では、圧縮上死点時筒内圧力ＰＣＹＬと、機関回転数ＮＥと、１回転当たり気筒内に吸入される吸入空気量ＧＮ、つまり、一回の吸気行程において気筒内に吸入される吸入空気量ＧＮとに基づいて点火時期ＳＡが算出される。図１５は点火時期ＳＡと圧縮上死点時筒内圧力ＰＣＹＬと１回転当たり気筒内に吸入される吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。図１５に示すように、ステップ１０３において算出される点火時期ＳＡは、圧縮上死点時筒内圧力ＰＣＹＬが高くなるに従って遅角せしめられ、１回転当たり気筒内に吸入される吸入空気量ＧＮが多くなるに従って遅角せしめられる。図１６は点火時期ＳＡと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。図１６に示すように、ステップ１０３において算出される点火時期ＳＡは、機関回転数ＮＥが高くなるに従って進角せしめられる。
【００７８】
上述したように本実施形態では、図８のステップ１０１及びステップ１０２において、筒内圧（圧縮上死点時筒内圧力ＰＣＹＬ）が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によってバルブリフト量ＬＴが変更されるのに伴って変更せしめられる吸気弁２の開口面積に基づいて算出され、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、特許文献４に記載された内燃機関の制御装置のように筒内圧センサによって筒内圧が検出される場合と異なり、燃焼圧ピーク時の筒内圧のみならず燃焼圧ピーク時以外の時点の筒内圧にも基づいて内燃機関を制御することができる。更に、吸気弁２の開口面積が変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。詳細には、図９に示したように吸気弁２の開口面積が増加するに従って、吸気弁の開口面積に基づいて算出される筒内圧が増加し、図１５に示したように筒内圧が増加するに従って点火時期ＳＡが遅角せしめられるように内燃機関が制御される。
【００７９】
更に本実施形態では、図８のステップ１０１及びステップ１０２において、筒内圧（圧縮上死点時筒内圧力ＰＣＹＬ）が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によって変更せしめられる吸気弁２の作用角ＶＡに基づいて算出され、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、特許文献４に記載された内燃機関の制御装置のように筒内圧センサによって筒内圧が検出される場合と異なり、燃焼圧ピーク時の筒内圧のみならず燃焼圧ピーク時以外の時点の筒内圧にも基づいて内燃機関を制御することができる。更に、吸気弁２の作用角ＶＡが変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。詳細には、図１０に示したように吸気下死点以降に吸気弁２が全閉する場合には、吸気弁２の作用角ＶＡが減少するに従って、吸気弁２の作用角ＶＡに基づいて算出される筒内圧が増加し、図１５に示したように筒内圧が増加するに従って点火時期ＳＡが遅角せしめられるように内燃機関が制御される。また、図１１に示したように吸気下死点以前に吸気弁２が全閉する場合には、吸気弁２の作用角ＶＡが増加するに従って、吸気弁２の作用角ＶＡに基づいて算出される筒内圧が増加し、図１５に示したように筒内圧が増加するに従って点火時期ＳＡが遅角せしめられるように内燃機関が制御される。
【００８０】
また本実施形態では、図８のステップ１０１及びステップ１０２において、筒内圧（圧縮上死点時筒内圧力ＰＣＹＬ）が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によって変更せしめられる吸気弁２の開口面積及び作用角ＶＡの両方に基づいて算出され、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、吸気弁２の作用角ＶＡに基づくことなく吸気弁２の開口面積のみに基づいて筒内圧が算出される場合や、吸気弁２の開口面積に基づくことなく吸気弁２の作用角ＶＡのみに基づいて筒内圧が算出される場合よりも、筒内圧を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００８１】
また本実施形態では、図８のステップ１０１及びステップ１０２において、筒内圧（圧縮上死点時筒内圧力ＰＣＹＬ）が、吸気弁２の開閉タイミング（位相）ＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、及び機関回転数ＮＥに基づいて算出され、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、吸気弁２の開閉タイミング（位相）ＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、及び機関回転数ＮＥに基づいて筒内圧が算出されない場合よりも筒内圧を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００８２】
尚、本実施形態では吸気弁の開口面積等に基づいて筒内圧を算出し、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御されているが、他の実施形態では、排気弁の開口面積等に基づいて筒内圧を算出し、その筒内圧に基づいて内燃機関を制御することも可能である。つまり、本発明は、吸気弁のみならず排気弁にも適用可能である。
【００８３】
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第二の実施形態について説明する。本実施形態の構成は図１〜図７に示した第一の実施形態の構成とほぼ同様である。本実施形態においても、バルブリフト量変更装置９及び開閉タイミングシフト装置１１によって吸気弁２のバルブリフト量、作用角、開閉タイミング（位相）が変更せしめられると、それに伴って筒内圧が変化する。筒内圧が変化するにもかかわらず一律に燃料噴射量が定められてしまうと、実際の空燃比が目標空燃比からずれてしまい、内燃機関を適切に制御することができない。従って、最適な燃料噴射量を算出し、内燃機関を適切に制御するためには、吸気弁２のバルブリフト量、作用角、開閉タイミング（位相）の変更に伴って変化する筒内圧を正確に算出することが必要になる。
【００８４】
図１７は本実施形態における燃料噴射量算出方法を示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図１７に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ２００において機関始動時であるか否かが判断される。ＹＥＳのときには、燃料増量が行われる機関始動時には燃料噴射量が筒内圧とは無関係に定まるため、燃料噴射量を決定するために筒内圧を正確に算出する必要がないと判断し、このルーチンを終了する。一方、ＮＯのときにはステップ２０１に進む。ステップ２０１では、吸気弁２のバルブリフト量ＬＴ、作用角ＶＡ、開閉タイミングＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、機関回転数ＮＥに基づいて吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂが算出される。
【００８５】
図１８は吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂとバルブリフト量ＬＴと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図１８に示すように、ステップ２０１において算出される吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂは、バルブリフト量ＬＴが大きくなるに従って高くなり、また、吸気管内の圧力ＰＭが高くなるに従って高くなる。図１９は吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂと作用角ＶＡと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図１９に示すように、ステップ２０１において算出される吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂは、作用角ＶＡが小さくなるに従って高くなる。
【００８６】
図２０は吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂと開閉タイミング（位相）ＶＴと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図２０に示すように、ステップ２０１において算出される吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂは、開閉タイミング（位相）ＶＴが進角せしめられるに従って高くなる。図２１は吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。図２１に示すように、ステップ２０１において算出される吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂは、機関回転数ＮＥが中速のときにピークとなる。
【００８７】
図１７の説明に戻り、次いでステップ２０２では、現在の機関運転条件に基づいて吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂから吸気下死点時筒内圧力ＰＣＹＬＩＮが算出される。次いでステップ２０３では、吸気下死点時筒内圧力ＰＣＹＬＩＮと開閉タイミング（位相、バルブオーバラップ）ＶＴとに基づいて燃料噴射量ＱＩＮＪが算出される。図２２は燃料噴射量ＱＩＮＪと吸気下死点時筒内圧力ＰＣＹＬＩＮと開閉タイミング（位相、バルブオーバラップ）ＶＴとの関係を示した図である。図２２に示すように、ステップ２０３において算出される燃料噴射量ＱＩＮＪは、吸気下死点時筒内圧力ＰＣＹＬＩＮが高くなるに従って増加せしめられ、開閉タイミング（位相）ＶＴが遅角されるに従って、つまり、吸気弁２と排気弁３とのバルブオーバラップ期間が減少されるに従って増加せしめられる。
【００８８】
上述したように本実施形態では、図１７のステップ２０１及びステップ２０２において、筒内圧（吸気下死点時筒内圧力ＰＣＹＬＩＮ）が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によってバルブリフト量ＬＴが変更されるのに伴って変更せしめられる吸気弁２の開口面積に基づいて算出され、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、特許文献４に記載された内燃機関の制御装置のように筒内圧センサによって筒内圧が検出される場合と異なり、燃焼圧ピーク時の筒内圧のみならず燃焼圧ピーク時以外の時点の筒内圧にも基づいて内燃機関を制御することができる。更に、吸気弁２の開口面積が変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。詳細には、図１８に示したように吸気弁２の開口面積が増加するに従って、吸気弁の開口面積に基づいて算出される筒内圧が増加し、図２２に示したように筒内圧が増加するに従って燃料噴射量ＱＩＮＪが増加せしめられるように内燃機関が制御される。
【００８９】
更に本実施形態では、図１７のステップ２０１及びステップ２０２において、筒内圧（吸気下死点時筒内圧力ＰＣＹＬＩＮ）が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によって変更せしめられる吸気弁２の作用角ＶＡに基づいて算出され、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、特許文献４に記載された内燃機関の制御装置のように筒内圧センサによって筒内圧が検出される場合と異なり、燃焼圧ピーク時の筒内圧のみならず燃焼圧ピーク時以外の時点の筒内圧にも基づいて内燃機関を制御することができる。更に、吸気弁２の作用角ＶＡが変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。詳細には、図１９に示したように吸気弁２の作用角ＶＡが減少するに従って、吸気弁２の作用角ＶＡに基づいて算出される筒内圧が増加し、図２２に示したように筒内圧が増加するに従って燃料噴射量ＱＩＮＪが増加せしめられるように内燃機関が制御される。
【００９０】
また本実施形態では、図１７のステップ２０１及びステップ２０２において、筒内圧（吸気下死点時筒内圧力ＰＣＹＬＩＮ）が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によって変更せしめられる吸気弁２の開口面積及び作用角ＶＡの両方に基づいて算出され、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、吸気弁２の作用角ＶＡに基づくことなく吸気弁２の開口面積のみに基づいて筒内圧が算出される場合や、吸気弁２の開口面積に基づくことなく吸気弁２の作用角ＶＡのみに基づいて筒内圧が算出される場合よりも、筒内圧を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００９１】
また本実施形態では、図１７のステップ２０１及びステップ２０２において、筒内圧（吸気下死点時筒内圧力ＰＣＹＬＩＮ）が、吸気弁２の開閉タイミング（位相）ＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、及び機関回転数ＮＥに基づいて算出され、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、吸気弁２の開閉タイミング（位相）ＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、及び機関回転数ＮＥに基づいて筒内圧が算出されない場合よりも筒内圧を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【００９２】
尚、本実施形態では吸気弁の開口面積等に基づいて筒内圧を算出し、その筒内圧に基づいて内燃機関が制御されているが、他の実施形態では、排気弁の開口面積等に基づいて筒内圧を算出し、その筒内圧に基づいて内燃機関を制御することも可能である。つまり、本発明は、吸気弁のみならず排気弁にも適用可能である。
【００９３】
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第三の実施形態について説明する。本実施形態の構成は図１〜図７に示した第一の実施形態の構成とほぼ同様である。バルブリフト量変更装置９及び開閉タイミングシフト装置１１によって吸気弁２のバルブリフト量、作用角、開閉タイミング（位相）が変更せしめられると、それに伴って筒内ガス温度が変化する。筒内ガス温度が変化するにもかかわらず一律に所定のタイミングで点火が行われてしまうと、最適な点火時期からずれてしまい、内燃機関を適切に制御することができない。従って、最適なタイミングで点火を行い、内燃機関を適切に制御するためには、吸気弁２のバルブリフト量、作用角、開閉タイミング（位相）の変更に伴って変化する筒内ガス温度を正確に算出することが必要になる。
【００９４】
図２３は本実施形態における点火時期算出方法を示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図２３に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ３００において機関始動時であるか否かが判断される。ＹＥＳのときには、燃料増量が行われる機関始動時には筒内ガス温度を正確に算出し、それに基づいて点火時期を決定する必要がないと判断し、このルーチンを終了する。一方、ＮＯのときにはステップ３０１に進む。ステップ３０１では、吸気弁２のバルブリフト量ＬＴ、作用角ＶＡ、開閉タイミングＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、機関回転数ＮＥに基づいて圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂが算出される。
【００９５】
図２４は圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂとバルブリフト量ＬＴと開閉タイミング（位相）ＶＴとの関係を示した図である。図２４に示すように、ステップ３０１において算出される圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂは、吸気下死点以降に吸気弁２が全閉する場合、バルブリフト量ＬＴが大きくなるに従って高くなり、また、開閉タイミング（位相）ＶＴが進角されるに従って高くなる。図２５に示すように、ステップ３０１において算出される圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂは、吸気下死点以前に吸気弁２が全閉する場合、バルブリフト量ＬＴが大きくなるに従って高くなり、また、開閉タイミング（位相）ＶＴが遅角されるに従って高くなる。図２６は圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂとバルブリフト量ＬＴと作用角ＶＡとの関係を示した図である。図２６に示すように、ステップ３０１において算出される圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂは、吸気下死点以降に吸気弁２が全閉する場合、作用角ＶＡが大きくなるに従って高くなる。図２７は圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂとバルブリフト量ＬＴと作用角ＶＡとの関係を示した図である。図２７に示すように、ステップ３０１において算出される圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂは、吸気下死点以前に吸気弁２が全閉する場合、作用角ＶＡが小さくなるに従って高くなる。
【００９６】
図２８は圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図２８に示すように、ステップ３０１において算出される圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂは、吸気管内の圧力ＰＭが高くなるに従って高くなる。図２９に示すように、ステップ３０１において算出される圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂは、機関回転数ＮＥが中速のときにピークとなる。
【００９７】
図２３の説明に戻り、次いでステップ３０２では、シリンダ壁温Ｔｗａｌｌに基づく受熱補正値ＫＴＷＡＬＬが算出される。シリンダ壁温Ｔｗａｌｌは下記の式に基づいて推定される。
Ｔｗａｌｌ＝（Ｋ１×Ｇａ（ｉ）−Ｔｗ（ｉ）−Ｔｗａｌｌ（ｉ−１））
×Ｋ２＋Ｔｗａｌｌ（ｉ）
【００９８】
ここで、Ｋ１は燃焼補正係数、Ｋ２は応答係数、Ｇａはエアフローメータ１９の出力値に基づいて算出された吸入空気量、Ｔｗは機関冷却水温、ｉは図２３に示すルーチンが今回実行されているときの値、ｉ−１は図２３に示すルーチンが前回実行されたときの値である。燃焼補正係数Ｋ１は、燃料噴射弁１５から噴射された燃料が燃焼している時には正の値になり、燃料カットが行われ、燃料が燃焼していないモータリング時には負の値になる。図３０は、受熱補正値ＫＴＷＡＬＬと、シリンダ壁温Ｔｗａｌｌと圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂとの差分と、機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。図３０に示すように、受熱補正値ＫＴＷＡＬＬは、圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂよりもシリンダ壁温Ｔｗａｌｌが高くなるに従って大きくなり、また、機関回転数ＮＥが低くなるに従って大きくなる。
【００９９】
図２３の説明に戻り、次いでステップ３０３では、気筒内に吸入される吸入空気温に基づく吸入空気温変化補正値ＫＴＩＮが算出される。図３１は吸入空気温変化補正値ＫＴＩＮと機関冷却水温Ｔｗと吸入空気量Ｇａとの関係を示した図である。図３１に示すように、吸入空気温変化補正値ＫＴＩＮは、機関冷却水温Ｔｗが高くなるに従って大きくなり、また、吸入空気量Ｇａが少なくなるに従って大きくなる。
【０１００】
図２３の説明に戻り、次いでステップ３０４では、気筒内における内部ＥＧＲガス割合に基づく内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲが算出される。図３２は内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲと内部ＥＧＲガス割合との関係を示した図である。図３２に示すように、内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲは内部ＥＧＲガス割合が高くなるに従って大きくなる。本実施形態の変形例では、内部ＥＧＲガス量に基づいて内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲを算出することも可能である。その場合、内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲは内部ＥＧＲガス量が多くなるに従って大きくなる。本実施形態の他の変形例では、前回の点火時期と前回の１回転当たりの燃焼ガス量とに基づいて内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲを算出することも可能である。図３３は内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲと前回の点火時期と前回の１回転当たりの燃焼ガス量との関係を示した図である。図３３に示すように、内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲは、前回の点火時期が遅角されるに従って大きくなり、また、前回の１回転当たりの燃焼ガス量が多くなるに従って大きくなる。本実施形態の更に他の変形例では、前回の空燃比に基づいて内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲを算出することも可能である。図３４は内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲと前回の空燃比との関係を示した図である。図３４に示すように、内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲは、ストイキよりもややリッチの空燃比においてピークとなり、それよりもリッチになってもリーンになっても小さくなる。
【０１０１】
図２３の説明に戻り、次いでステップ３０５では、ステップ３０１において算出された圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂと、ステップ３０２において算出された受熱補正値ＫＴＷＡＬＬと、ステップ３０３において算出された吸入空気温変化補正値ＫＴＩＮと、ステップ３０４において算出された内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲとに基づいて圧縮上死点時筒内ガス温度ＴＣＹＬが算出される（ＴＣＹＬ←ＴＣＹＬｂ×ＫＴＷＡＬＬ×ＫＴＩＮ×ＫＴＥＧＲ）。次いでステップ３０６では、圧縮上死点時筒内ガス温度ＴＣＹＬと１回転当たりの吸入空気量ＧＮと機関回転数ＮＥとに基づいて点火時期ＳＡが算出される。図３５は点火時期ＳＡと圧縮上死点時筒内ガス温度ＴＣＹＬと１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。図３５に示すように、ステップ３０６において算出される点火時期ＳＡは、圧縮上死点時筒内ガス温度ＴＣＹＬが高くなるに従って遅角せしめられ、１回転当たりの吸入空気量ＧＮが多くなるに従って遅角せしめられる。また図１６に示したように、ステップ３０６において算出される点火時期ＳＡは、機関回転数ＮＥが高くなるに従って進角せしめられる。
【０１０２】
上述したように本実施形態では、図２３のステップ３０１及びステップ３０５において、筒内ガス温度（圧縮上死点時筒内ガス温度ＴＣＹＬ）が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によってバルブリフト量ＬＴが変更されるのに伴って変更せしめられる吸気弁２の開口面積に基づいて算出され、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、特許文献１に記載された内燃機関の制御装置のようにシリンダ壁温に基づいて内燃機関が制御される場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。更に、吸気弁２の開口面積が変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。詳細には、図２４及び図２５に示したように吸気弁２の開口面積が増加するに従って、吸気弁の開口面積に基づいて算出される筒内ガス温度が高くなり、図３５に示したように筒内ガス温度が高くなるに従って点火時期ＳＡが遅角せしめられるように内燃機関が制御される。
【０１０３】
更に本実施形態では、図２３のステップ３０１及びステップ３０５において、筒内ガス温度（圧縮上死点時筒内ガス温度ＴＣＹＬ）が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によって変更せしめられる吸気弁２の作用角ＶＡに基づいて算出され、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、特許文献１に記載された内燃機関の制御装置のようにシリンダ壁温に基づいて内燃機関が制御される場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。更に、吸気弁２の作用角ＶＡが変更せしめられる場合であっても内燃機関を適切に制御することができる。詳細には、図２６に示したように吸気下死点以降に吸気弁２が全閉する場合、吸気弁２の作用角ＶＡが増加するに従って、吸気弁２の作用角ＶＡに基づいて算出される筒内ガス温度が高くなり、図３５に示したように筒内ガス温度が高くなるに従って点火時期ＳＡが遅角せしめられるように内燃機関が制御される。また、図２７に示したように吸気下死点以前に吸気弁２が全閉する場合、吸気弁２の作用角ＶＡが減少するに従って、吸気弁２の作用角ＶＡに基づいて算出される筒内ガス温度が高くなり、図３５に示したように筒内ガス温度が高くなるに従って点火時期ＳＡが遅角せしめられるように内燃機関が制御される。
【０１０４】
また本実施形態では、図２３のステップ３０１及びステップ３０５において、筒内ガス温度（圧縮上死点時筒内ガス温度ＴＣＹＬ）が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によって変更せしめられる吸気弁２の開口面積及び作用角ＶＡの両方に基づいて算出され、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、吸気弁２の作用角ＶＡに基づくことなく吸気弁２の開口面積のみに基づいて筒内ガス温度が算出される場合や、吸気弁２の開口面積に基づくことなく吸気弁２の作用角ＶＡのみに基づいて筒内ガス温度が算出される場合よりも、筒内ガス温度を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【０１０５】
また本実施形態では、図２３のステップ３０１及びステップ３０５において、筒内ガス温度（圧縮上死点時筒内ガス温度ＴＣＹＬ）が、吸気弁２の開閉タイミング（位相）ＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、及び機関回転数ＮＥに基づいて算出され、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、吸気弁２の開閉タイミング（位相）ＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、及び機関回転数ＮＥに基づいて筒内ガス温度が算出されない場合よりも筒内ガス温度を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【０１０６】
また本実施形態では、図２３のステップ３０２においてシリンダ壁温Ｔｗａｌｌ及び機関回転数ＮＥに基づいて筒内ガス温度が補正され、ステップ３０３において吸入空気量Ｇａに基づいて筒内ガス温度が補正され、更に、ステップ３０４において内部ＥＧＲガス量（内部ＥＧＲガス割合）、つまり、その影響を受けて変化する内部ＥＧＲガス温度に基づいて筒内ガス温度が補正される。従って本実施形態によれば、それらに基づいて筒内ガス温度が補正されない場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。
【０１０７】
尚、本実施形態では吸気弁の開口面積等に基づいて筒内ガス温度を算出し、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関が制御されているが、他の実施形態では、排気弁の開口面積等に基づいて筒内ガス温度を算出し、その筒内ガス温度に基づいて内燃機関を制御することも可能である。つまり、本発明は、吸気弁のみならず排気弁にも適用可能である。
【０１０８】
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第四の実施形態について説明する。本実施形態の構成は図１〜図７に示した第一の実施形態の構成とほぼ同様である。バルブリフト量変更装置９及び開閉タイミングシフト装置１１によって吸気弁２のバルブリフト量、作用角、開閉タイミング（位相）が変更せしめられると、それに伴って気筒内における内部ＥＧＲガス割合が変化する。内部ＥＧＲガス割合が変化するにもかかわらず一律に所定のタイミングで点火が行われてしまうと、最適な点火時期からずれてしまい、内燃機関を適切に制御することができない。従って、最適なタイミングで点火を行い、内燃機関を適切に制御するためには、吸気弁２のバルブリフト量、作用角、開閉タイミング（位相）の変更に伴って変化する内部ＥＧＲガス割合を正確に算出することが必要になる。
【０１０９】
図３６は本実施形態における点火時期算出方法を示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図３６に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ４００において機関始動時であるか否かが判断される。ＹＥＳのときには、燃料増量が行われる機関始動時には内部ＥＧＲガス割合を正確に算出し、それに基づいて点火時期を決定する必要がないと判断し、このルーチンを終了する。一方、ＮＯのときにはステップ４０１に進む。ステップ４０１では、吸気弁２のバルブリフト量ＬＴ、作用角ＶＡ、開閉タイミングＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、機関回転数ＮＥに基づいて内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂが算出される。
【０１１０】
図３７は内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂとバルブリフト量ＬＴと開閉タイミング（位相）ＶＴとの関係を示した図である。図３７に示すように、ステップ４０１において算出される内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂは、バルブリフト量ＬＴが大きくなるに従って大きくなり、また、開閉タイミング（位相）ＶＴが進角されるに従って大きくなる。図３８は内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂと作用角ＶＡと開閉タイミング（位相）ＶＴとの関係を示した図である。図３８に示すように、ステップ４０１において算出される内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂは、作用角ＶＡが大きくなるに従って大きくなる。
【０１１１】
図３９は内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図３９に示すように、ステップ４０１において算出される内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂは、吸気管内の圧力ＰＭが高くなるに従って小さくなる。図４０に示すように、ステップ４０１において算出される内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂは、機関回転数ＮＥが高くなるに従って小さくなる。
【０１１２】
図３６の説明に戻り、次いでステップ４０２では、内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂと大気圧補正係数ＫＰＡとに基づいて内部ＥＧＲガス割合定常値ＫＥＧＲＳＴが算出される（ＫＥＧＲＳＴ←ＫＥＧＲｂ×ＫＰＡ）。つまり、内部ＥＧＲガス割合が大気圧を考慮して補正される。図４１は大気圧補正係数ＫＰＡと大気圧との関係を示した図である。図４１に示すように、大気圧補正係数ＫＰＡは大気圧が高くなるに従って大きくなる。すなわち、内部ＥＧＲガス割合は大気圧が高くなるほど高くなる。本実施形態の変形例では、図４１に示したように大気圧に基づいて補正係数ＫＰＡを算出する代わりに、背圧に基づいて補正係数を算出し、その補正係数に基づいて内部ＥＧＲガス割合を補正することも可能である。図４２は背圧と機関回転数ＮＥと１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。図４２に示すように、背圧は、機関回転数ＮＥが高くなるに従って高くなり、また、１回転当たりの吸入空気量ＧＮが多くなるに従って高くなる。図４３は内部ＥＧＲガス割合を補正するための背圧補正係数と背圧との関係を示した図である。図４３に示すように、背圧補正係数は背圧が高くなるに従って大きくなる。すなわち、内部ＥＧＲガス割合は背圧が高くなるほど高くなる。
【０１１３】
また本実施形態の変形例では、図３６のステップ４０２の次の不図示のステップにおいて、吸気管内に吹き返された後に再び気筒内に吸入される既燃ガスの量（以下、「吹き返しガス量」という）に基づいて内部ＥＧＲガス割合定常値ＫＥＧＲＳＴを補正することも可能である。図４４は吹き返しガス量と吸気弁２の平均的な開口面積（バルブオーバラップ期間中における吸気弁の開口面積の平均値）と吸気弁２の平均的な前後差圧（バルブオーバラップ期間中における筒内圧と吸気管内の圧力との差分の平均値）との関係を示した図である。図４４に示すように、吹き返しガス量は、吸気弁２の開口面積が大きくなるに従って多くなり、また、吸気弁の前後差圧が大きくなるに従って、つまり、筒内圧が吸気管内の圧力よりも高くなるに従って多くなる。図４５は内部ＥＧＲガス割合定常値ＫＥＧＲＳＴと吹き返しガス量との関係を示した図である。図４５に示すように、内部ＥＧＲガス割合定常値ＫＥＧＲＳＴは吹き返しガス量が多くなるに従って大きくなる。つまり、内部ＥＧＲガス割合定常値ＫＥＧＲＳＴは、吸気弁２の開口面積が大きくなるに従って大きくなり、また、筒内圧が吸気管内の圧力よりも高くなるに従って大きくなる。この変形例によれば、可変動弁機構によって変更せしめられるバルブオーバラップ期間中の吸気弁２の開口面積と、バルブオーバラップ期間中における吸気弁２の下流側の圧力（筒内圧）及び上流側の圧力（吸気管内の圧力）とに基づいて内部ＥＧＲガス割合が算出され、その内部ＥＧＲガス割合に基づいて内燃機関が制御されるため、可変動弁機構によって変更せしめられる吸気弁２の開口面積のみに基づいて内部ＥＧＲガス割合が算出され、バルブオーバラップ期間中における吸気弁の下流側の圧力及び上流側の圧力に基づいて内部ＥＧＲガス割合が算出されない場合よりも、内部ＥＧＲガス割合を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【０１１４】
また、この変形例の更なる変形例では、バルブオーバラップ期間中における吸気弁の開口面積の平均値及びバルブオーバラップ期間中における筒内圧と吸気管内の圧力との差分の平均値の代わりに、バルブオーバラップ期間中における所定時間毎の開口面積及びバルブオーバラップ期間中における所定時間毎の筒内圧（吸気弁２の下流側の圧力）と吸気管内の圧力（吸気弁２の上流側の圧力）との差分に基づいて瞬時内部ＥＧＲガス割合を算出し、その瞬時内部ＥＧＲガス割合を積算することにより得られた内部ＥＧＲガス割合に基づいて内燃機関を制御することも可能である。この変形例によれば、バルブオーバラップ期間中における吸気弁２の開口面積やバルブオーバラップ期間中における吸気弁の上流側の圧力及び下流側の圧力の変化が大きい場合であっても、内部ＥＧＲガス割合を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【０１１５】
図３６の説明に戻り、次いでステップ４０３では、前回の内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲＯと吸気管内の圧力ＰＭとに基づいて前回からの変化割合ＫＥＧＲＳＭが算出される。図４６は前回の内部ＥＧＲガス割合の影響度（＝１−前回からの変化割合ＫＥＧＲＳＭ）と前回の内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲＯと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図４６に示すように、前回の内部ＥＧＲガス割合の影響度は、前回の内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲＯが小さくなるに従って小さくなり、また、吸気管内の圧力ＰＭが高くなるに従って小さくなる。つまり、前回からの変化割合ＫＥＧＲＳＭは、前回の内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲＯが小さくなるに従って大きくなり、また、吸気管内の圧力ＰＭが高くなるに従って大きくなる。
【０１１６】
図３６の説明に戻り、次いでステップ４０４では、内部ＥＧＲガス割合定常値ＫＥＧＲＳＴと前回の内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲＯ（＝前回このルーチンが実行されたときにステップ４０４において算出された内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲ）と前回からの変化割合ＫＥＧＲＳＭとに基づいて内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲが算出される（ＫＥＧＲ←（ＫＥＧＲＳＴ−ＫＥＧＲＯ）×ＫＥＧＲＳＭ＋ＫＥＧＲＯ）。次いでステップ４０５では、内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲと１回転当たりの吸入空気量ＧＮと機関回転数ＮＥとに基づいて点火時期ＳＡが算出される。図４７に示すように、ステップ４０５において算出される点火時期ＳＡは、内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲが高くなるに従って進角せしめられ、１回転当たりの吸入空気量ＧＮが少なくなるに従って進角せしめられる。図４８は点火時期ＳＡと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。図４８に示したように、ステップ４０５において算出される点火時期ＳＡは、機関回転数ＮＥが高くなるに従って進角せしめられる。
【０１１７】
上述したように本実施形態では、図３６のステップ４０１及びステップ４０４において、内部ＥＧＲガス割合が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によってバルブリフト量ＬＴが変更されるのに伴って変更せしめられる吸気弁２の開口面積に基づいて算出され、その内部ＥＧＲガス割合に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、特許文献２に記載された内燃機関の制御装置のように可変動弁機構による吸気弁２の開口面積の変更を考慮することなく内部ＥＧＲガス割合が算出される場合よりも、内部ＥＧＲガス割合を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。つまり、吸気弁２の開口面積が変更せしめられる場合であっても内部ＥＧＲガス割合を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。詳細には、図３７に示したように吸気弁２の開口面積が増加するに従って、吸気弁の開口面積に基づいて算出される内部ＥＧＲガス割合が高くなり、図４７に示したように内部ＥＧＲガス割合が高くなるに従って点火時期ＳＡが進角せしめられるように内燃機関が制御される。
【０１１８】
更に本実施形態では、図３６のステップ４０１及びステップ４０４において、内部ＥＧＲガス割合が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によって変更せしめられる吸気弁２の作用角ＶＡに基づいて算出され、その内部ＥＧＲガス割合に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、特許文献２に記載された内燃機関の制御装置のように可変動弁機構による吸気弁２の作用角ＶＡの変更を考慮することなく内部ＥＧＲガス割合が算出される場合よりも、内部ＥＧＲガス割合を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。つまり、吸気弁２の作用角ＶＡが変更せしめられる場合であっても内部ＥＧＲガス割合を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。詳細には、図３８に示したように吸気弁２の作用角ＶＡが増加するに従って、吸気弁の作用角に基づいて算出される内部ＥＧＲガス割合が高くなり、図４７に示したように内部ＥＧＲガス割合が高くなるに従って点火時期ＳＡが進角せしめられるように内燃機関が制御される。
【０１１９】
また本実施形態では、図３６のステップ４０１及びステップ４０４において、内部ＥＧＲガス割合が、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によって変更せしめられる吸気弁２の開口面積及び作用角ＶＡの両方に基づいて算出され、その内部ＥＧＲガス割合に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、吸気弁２の作用角ＶＡに基づくことなく吸気弁２の開口面積のみに基づいて内部ＥＧＲガス割合が算出される場合や、吸気弁２の開口面積に基づくことなく吸気弁２の作用角ＶＡのみに基づいて内部ＥＧＲガス割合が算出される場合よりも、内部ＥＧＲガス割合を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【０１２０】
また本実施形態では、図３６のステップ４０１及びステップ４０４において、内部ＥＧＲガス割合が、吸気弁２の開閉タイミング（位相）ＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、及び機関回転数ＮＥに基づいて算出され、その内部ＥＧＲガス割合に基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、吸気弁２の開閉タイミング（位相）ＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、及び機関回転数ＮＥに基づいて内部ＥＧＲガス割合が算出されない場合よりも内部ＥＧＲガス割合を正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【０１２１】
また本実施形態では、図３６のステップ４０２において大気圧に基づいて内部ＥＧＲガス割合が補正され、ステップ４０２の変形例において排気管内の圧力、つまり、背圧に基づいて内部ＥＧＲガス割合が補正され、更に、ステップ４０４において前回のルーチンで算出した内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲＯに基づいて内部ＥＧＲガス割合が補正される。従って本実施形態によれば、それらに基づいて内部ＥＧＲガス割合が補正されない場合よりも内燃機関を適切に制御することができる。
【０１２２】
上述した実施形態及びその変形例では、内部ＥＧＲガス割合が算出され、それに基づいて内燃機関が制御されているが、その代わりに、上述した方法と同様の方法によって内部ＥＧＲガス量を算出し、それに基づいて内燃機関を制御することも可能である。すなわち、上述した図における曲線の傾きの傾向は、内部ＥＧＲガス割合を用いる場合と内部ＥＧＲガス量を用いる場合とで同様になる。
【０１２３】
尚、本実施形態及びその変形例では吸気弁の開口面積等に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関が制御されているが、他の実施形態では、排気弁の開口面積等に基づいて内部ＥＧＲガス割合又は量を算出し、その内部ＥＧＲガス割合又は量に基づいて内燃機関を制御することも可能である。つまり、本発明は、吸気弁のみならず排気弁にも適用可能である。
【０１２４】
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第五の実施形態について説明する。本実施形態の構成は図１〜図７に示した第一の実施形態の構成とほぼ同様である。バルブリフト量変更装置９及び開閉タイミングシフト装置１１によって吸気弁２のバルブリフト量、作用角、開閉タイミング（位相）が変更せしめられると、それに伴って筒内乱れの程度が変化する。筒内乱れの程度が変化するにもかかわらず一律に所定のタイミングで点火が行われてしまうと、最適な点火時期からずれてしまい、内燃機関を適切に制御することができない。従って、最適なタイミングで点火を行い、内燃機関を適切に制御するためには、吸気弁２のバルブリフト量、作用角、開閉タイミング（位相）の変更に伴って変化する筒内乱れの程度を正確に算出することが必要になる。
【０１２５】
図４９は本実施形態における点火時期算出方法を示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図４９に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ５００において機関始動時であるか否かが判断される。ＹＥＳのときには、燃料増量が行われる機関始動時には筒内乱れを正確に算出し、それに基づいて点火時期を決定する必要がないと判断し、このルーチンを終了する。一方、ＮＯのときにはステップ５０１に進む。ステップ５０１では、吸気弁２のバルブリフト量ＬＴ、作用角ＶＡ、開閉タイミングＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、機関回転数ＮＥに基づいて筒内乱れＣＹＬＴＲＢが算出される。
【０１２６】
図５０は筒内乱れＣＹＬＴＲＢとバルブリフト量ＬＴと開閉タイミング（位相）ＶＴとの関係を示した図である。図５０に示すように、ステップ５０１において算出される筒内乱れＣＹＬＴＲＢは、バルブリフト量ＬＴが小さくなるに従って大きくなり、また、開閉タイミング（位相、吸気弁２の開弁時期）ＶＴが遅角されるに従って大きくなる。図５１は筒内乱れＣＹＬＴＲＢと作用角ＶＡと開閉タイミング（位相）ＶＴとの関係を示した図である。図５１に示すように、ステップ５０１において算出される筒内乱れＣＹＬＴＲＢは、作用角ＶＡが小さくなるに従って大きくなる。
【０１２７】
図５２は筒内乱れＣＹＬＴＲＢと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。図５２に示すように、ステップ５０１において算出される筒内乱れＣＹＬＴＲＢは、吸気管内の圧力ＰＭが高くなるに従って小さくなる。図５３は筒内乱れＣＹＬＴＲＢと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。図５３に示すように、ステップ５０１において算出される筒内乱れＣＹＬＴＲＢは、機関回転数ＮＥが高くなるに従って大きくなる。
【０１２８】
図４９の説明に戻り、次いでステップ５０２では、筒内乱れＣＹＬＴＲＢと１回転当たりの吸入空気量ＧＮと機関回転数ＮＥとに基づいて点火時期ＳＡが算出される。図５４は点火時期ＳＡと筒内乱れＣＹＬＴＲＢと１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。図５４に示すように、ステップ５０２において算出される点火時期ＳＡは、筒内乱れＣＹＬＴＲＢが大きくなるに従って遅角せしめられ、１回転当たりの吸入空気量ＧＮが多くなるに従って遅角せしめられる。図５５は点火時期ＳＡと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。図５５に示したように、ステップ５０２において算出される点火時期ＳＡは、機関回転数ＮＥが高くなるに従って進角せしめられる。
【０１２９】
上述したように本実施形態では、図４９のステップ５０１において、筒内乱れＣＹＬＴＲＢが、可変動弁機構としてのバルブリフト量変更装置９によってバルブリフト量ＬＴが変更されるのに伴って変更せしめられる吸気弁２の開口面積に基づいて算出され、その筒内乱れＣＹＬＴＲＢに基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、特許文献３に記載された内燃機関の制御装置のように可変動弁機構による吸気弁２の開口面積の変更を考慮することなく筒内乱れＣＹＬＴＲＢが算出される場合よりも、筒内乱れＣＹＬＴＲＢを正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。つまり、吸気弁２の開口面積が変更せしめられる場合であっても筒内乱れＣＹＬＴＲＢを正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。詳細には、図５０に示したように吸気弁２の開口面積が減少するに従って、吸気弁の開口面積に基づいて算出される筒内乱れＣＹＬＴＲＢが大きくなり、図５４に示したように筒内乱れＣＹＬＴＲＢが大きくなるに従って点火時期ＳＡが遅角せしめられるように内燃機関が制御される。
【０１３０】
更に本実施形態では、図４９のステップ５０１において、筒内乱れＣＹＬＴＲＢが、吸気弁２の作用角ＶＡ、吸気弁２の開閉タイミング（位相）ＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、及び機関回転数ＮＥに基づいて算出され、その筒内乱れＣＹＬＴＲＢに基づいて内燃機関が制御される。従って本実施形態によれば、吸気弁２の作用角ＶＡ、吸気弁２の開閉タイミング（位相）ＶＴ、吸気管内の圧力ＰＭ、及び機関回転数ＮＥに基づいて筒内乱れＣＹＬＴＲＢが算出されない場合よりも筒内乱れＣＹＬＴＲＢを正確に算出し、内燃機関を適切に制御することができる。
【０１３１】
尚、本実施形態及びその変形例では吸気弁の開口面積等に基づいて筒内乱れを算出し、その筒内乱れに基づいて内燃機関が制御されているが、他の実施形態では、排気弁の開口面積等に基づいて筒内乱れを算出し、その筒内乱れに基づいて内燃機関を制御することも可能である。つまり、本発明は、吸気弁のみならず排気弁にも適用可能である。
【０１３２】
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第六の実施形態について説明する。本実施形態の構成は、後述する点を除いて図１〜図７に示した第一の実施形態の構成とほぼ同様である。また、後述する本実施形態の制御ルーチンは、上述した実施形態のいずれかの制御ルーチンと組み合わせて実行される。上述した実施形態においては、図３に示したようにカムノーズ高さが連続的に変化しているカムが設けられているが、本実施形態では、代わりに、カムノーズ高さが比較的高い高速カムＨと、カムノーズ高さが比較的低い低速カムＬと、カムノーズ高さがそれらの中間となる中速カムＭとが設けられている。
【０１３３】
図５６は本実施形態におけるカム制御方法を示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図５６に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ６００において、不図示のアクセル開度センサの出力値に基づいて算出されたアクセル開度が読み込まれる。次いでステップ６０１では、機関回転数センサ１７の出力値に基づいて算出された機関回転数が読み込まれる。次いでステップ６０２では、アクセル開度と機関回転数と図５７に示す関係とに基づいてカムが選択される。図５７はアクセル開度と機関回転数と選択すべきカムとの関係を示した図である。図５７に示すように、アクセル開度が小さくかつ機関回転数が低いときには低速カムＬが選択され、アクセル開度が大きくなるに従って選択されるカムのカムノーズ高さが高くなり、また、機関回転数が高くなるに従って選択されるカムのカムノーズ高さが高くなる。
【０１３４】
次いでステップ６０３では、カム切換えタイミングであるか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ６０４に進み、ＮＯのときにはこのルーチンを終了する。ステップ６０４では、選択されたカムへの切換えが行われる。次いでステップ６０５では、機関回転数と、冷却水温センサ２０の出力値に基づいて算出された冷却水温と、図５８に示す関係とに基づいてカム切換え遅れが推定される。図５８はカム切換え遅れと機関回転数と冷却水温との関係を示した図である。図５８に示すように、カム切換え遅れは、機関回転数が高くなるに従って小さくなり、また、冷却水温が高くなるに従って小さくなる。
【０１３５】
本実施形態の変形例では、冷却水温等に基づいてカム切換え遅れを推定する代わりに、カムを作動する作動油の油圧に基づいてカム切換え遅れを推定することも可能である。図５９はカム切換え遅れと油圧との関係を示した図である。図５９に示すように、カム切換え遅れは、油圧が高くなるに従って小さくなると推定される。
【０１３６】
本実施形態の他の変形例では、カムの切換え以前に予め運転条件又は油圧に基づいてカム切換え遅れを推定し、その遅れを考慮してカム切換え時期が決定される。図６０はカムを切換えるための指示が出される時期と実際にカムが切換わる時期との関係等を示した図である。図６０に示すように、カム切換え遅れ（＝時間ｔ１−時間ｔ０）が推定され、実際にカムを時間ｔ１に切換えようとする場合には、カムを切換えるための指示は時間ｔ０に出されることになる。
【０１３７】
図６１は本実施形態における燃料噴射量算出方法を示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図６１に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ７００において、エアフローメータ１９の出力値が読み込まれる。次いでステップ７０１では、機関回転数センサ１７の出力値に基づいて算出された機関回転数が読み込まれる。次いでステップ７０２では、カム選択推定値が読み込まれる。つまり、図５６のステップ６０２において選択されるカムを示すフラグが読み込まれる。次いでステップ７０３では、上述した実施形態と同様の方法により１回転当たりの吸入空気量が算出される。次いでステップ７０４では、カムの種類と機関回転数と１回転当たりの吸入空気量と図６２に示す関係とに基づいて応答補正係数が算出される。図６２は応答補正係数とカムの種類と機関回転数と１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。次いでステップ７０５では、１回転当たりの吸入空気量と図６３に示す関係とに基づいて燃料噴射量が算出される。図６３は燃料噴射量と１回転当たりの吸入空気量との関係を示した図である。
【０１３８】
図６４は本実施形態における点火時期算出ルーチンを示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図６４に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ８００において、１回転当たりの吸入空気量が読み込まれる。次いでステップ８０１では、機関回転数が読み込まれる。次いでステップ８０２ではカム選択推定値が読み込まれる。次いでステップ８０３では、カムの種類と機関回転数と１回転当たりの吸入空気量と図６５に示す関係とに基づいて点火時期が算出される。図６５は点火時期とカムの種類と機関回転数と１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。
【０１３９】
上述した実施形態の変形例では、カムによって駆動される吸排気弁の代わりに、必要に応じて電磁力や油圧によって駆動される吸排気弁を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の内燃機関の制御装置の第一の実施形態の概略構成図である。
【図２】図１に示した内燃機関の制御装置の吸気系等の詳細図である。
【図３】図１に示した吸気弁用カム及びカムシャフトの詳細図である。
【図４】図１に示したバルブリフト量変更装置等の詳細図である。
【図５】バルブリフト量変更装置が作動されるのに伴って吸気弁のバルブリフト量が変化する様子を示した図である。
【図６】図１に示した開閉タイミングシフト装置等の詳細図である。
【図７】開閉タイミングシフト装置が作動されるのに伴って吸気弁の開閉タイミングがシフトする様子を示した図である。
【図８】第一の実施形態における点火時期算出方法を示したフローチャートである。
【図９】圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂとバルブリフト量ＬＴと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図１０】圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂと作用角ＶＡと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図１１】圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂと作用角ＶＡと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図１２】圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂと開閉タイミング（位相）ＶＴと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図１３】圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂと開閉タイミング（位相）ＶＴと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図１４】圧縮上死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬｂと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。
【図１５】点火時期ＳＡと圧縮上死点時筒内圧力ＰＣＹＬと１回転当たり気筒内に吸入される吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。
【図１６】点火時期ＳＡと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。
【図１７】第二の実施形態における燃料噴射量算出方法を示したフローチャートである。
【図１８】吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂとバルブリフト量ＬＴと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図１９】吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂと作用角ＶＡと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図２０】吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂと開閉タイミング（位相）ＶＴと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図２１】吸気下死点時筒内圧力標準状態ＰＣＹＬＩＮｂと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。
【図２２】燃料噴射量ＱＩＮＪと吸気下死点時筒内圧力ＰＣＹＬＩＮと開閉タイミング（位相、バルブオーバラップ）ＶＴとの関係を示した図である。
【図２３】第三の実施形態における点火時期算出方法を示したフローチャートである。
【図２４】圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂとバルブリフト量ＬＴと開閉タイミング（位相）ＶＴとの関係を示した図である。
【図２５】圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂとバルブリフト量ＬＴと開閉タイミング（位相）ＶＴとの関係を示した図である。
【図２６】圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂとバルブリフト量ＬＴと作用角ＶＡとの関係を示した図である。
【図２７】圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂとバルブリフト量ＬＴと作用角ＶＡとの関係を示した図である。
【図２８】圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図２９】圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。
【図３０】受熱補正値ＫＴＷＡＬＬと、シリンダ壁温Ｔｗａｌｌと圧縮上死点時筒内ガス温度標準状態ＴＣＹＬｂとの差分と、機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。
【図３１】吸入空気温変化補正値ＫＴＩＮと機関冷却水温Ｔｗと吸入空気量Ｇａとの関係を示した図である。
【図３２】内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲと内部ＥＧＲガス割合との関係を示した図である。
【図３３】内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲと前回の点火時期と前回の１回転当たりの燃焼ガス量との関係を示した図である。
【図３４】内部ＥＧＲガス温度変化補正値ＫＴＥＧＲと前回の空燃比との関係を示した図である。
【図３５】点火時期ＳＡと圧縮上死点時筒内ガス温度ＴＣＹＬと１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。
【図３６】第四の実施形態における点火時期算出方法を示したフローチャートである。
【図３７】内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂとバルブリフト量ＬＴと開閉タイミング（位相）ＶＴとの関係を示した図である。
【図３８】内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂと作用角ＶＡと開閉タイミング（位相）ＶＴとの関係を示した図である。
【図３９】内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図４０】内部ＥＧＲガス割合標準状態定常値ＫＥＧＲｂと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。
【図４１】大気圧補正係数ＫＰＡと大気圧との関係を示した図である。
【図４２】背圧と機関回転数ＮＥと１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。
【図４３】内部ＥＧＲガス割合を補正するための背圧補正係数と背圧との関係を示した図である。
【図４４】吹き返しガス量と吸気弁２の平均的な開口面積（バルブオーバラップ期間中における吸気弁の開口面積の平均値）と吸気弁２の平均的な前後差圧（バルブオーバラップ期間中における筒内圧と吸気管内の圧力との差分の平均値）との関係を示した図である。
【図４５】内部ＥＧＲガス割合定常値ＫＥＧＲＳＴと吹き返しガス量との関係を示した図である。
【図４６】前回の内部ＥＧＲガス割合の影響度（＝１−前回からの変化割合ＫＥＧＲＳＭ）と前回の内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲＯと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図４７】点火時期ＳＡと内部ＥＧＲガス割合ＫＥＧＲと１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。
【図４８】点火時期ＳＡと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。
【図４９】第五の実施形態における点火時期算出方法を示したフローチャートである。
【図５０】筒内乱れＣＹＬＴＲＢとバルブリフト量ＬＴと開閉タイミング（位相）ＶＴとの関係を示した図である。
【図５１】筒内乱れＣＹＬＴＲＢと作用角ＶＡと開閉タイミング（位相）ＶＴとの関係を示した図である。
【図５２】筒内乱れＣＹＬＴＲＢと吸気管内の圧力ＰＭとの関係を示した図である。
【図５３】筒内乱れＣＹＬＴＲＢと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。
【図５４】点火時期ＳＡと筒内乱れＣＹＬＴＲＢと１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。
【図５５】点火時期ＳＡと機関回転数ＮＥとの関係を示した図である。
【図５６】第六の実施形態におけるカム制御方法を示したフローチャートである。
【図５７】アクセル開度と機関回転数と選択すべきカムとの関係を示した図である。
【図５８】カム切換え遅れと機関回転数と冷却水温との関係を示した図である。
【図５９】カム切換え遅れと油圧との関係を示した図である。
【図６０】カムを切換えるための指示が出される時期と実際にカムが切換わる時期との関係等を示した図である。
【図６１】第六の実施形態における燃料噴射量算出方法を示したフローチャートである。
【図６２】応答補正係数とカムの種類と機関回転数と１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。
【図６３】燃料噴射量と１回転当たりの吸入空気量との関係を示した図である。
【図６４】第六の実施形態における点火時期算出ルーチンを示したフローチャートである。
【図６５】点火時期とカムの種類と機関回転数と１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を示した図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１    内燃機関
２    吸気弁
３    排気弁
４，５    カム
６，７    カムシャフト
８    気筒内の燃焼室
９    バルブリフト量変更装置
１１    開閉タイミングシフト装置
１８    吸気管圧センサ
１９    エアフローメータ
【図１】
2005226655.tif 000003
【図２】
2005226655.tif 000004
【図３】
2005226655.tif 000005
【図４】
2005226655.tif 000006
【図５】
2005226655.tif 000007
【図６】
2005226655.tif 000008
【図７】
2005226655.tif 000009
【図８】
2005226655.tif 000010
【図９】
2005226655.tif 000011
【図１０】
2005226655.tif 000012
【図１１】
2005226655.tif 000013
【図１２】
2005226655.tif 000014
【図１３】
2005226655.tif 000015
【図１４】
2005226655.tif 000016
【図１５】
2005226655.tif 000017
【図１６】
2005226655.tif 000018
【図１７】
2005226655.tif 000019
【図１８】
2005226655.tif 000020
【図１９】
2005226655.tif 000021
【図２０】
2005226655.tif 000022
【図２１】
2005226655.tif 000023
【図２２】
2005226655.tif 000024
【図２３】
2005226655.tif 000025
【図２４】
2005226655.tif 000026
【図２５】
2005226655.tif 000027
【図２６】
2005226655.tif 000028
【図２７】
2005226655.tif 000029
【図２８】
2005226655.tif 000030
【図２９】
2005226655.tif 000031
【図３０】
2005226655.tif 000032
【図３１】
2005226655.tif 000033
【図３２】
2005226655.tif 000034
【図３３】
2005226655.tif 000035
【図３４】
2005226655.tif 000036
【図３５】
2005226655.tif 000037
【図３６】
2005226655.tif 000038
【図３７】
2005226655.tif 000039
【図３８】
2005226655.tif 000040
【図３９】
2005226655.tif 000041
【図４０】
2005226655.tif 000042
【図４１】
2005226655.tif 000043
【図４２】
2005226655.tif 000044
【図４３】
2005226655.tif 000045
【図４４】
2005226655.tif 000046
【図４５】
2005226655.tif 000047
【図４６】
2005226655.tif 000048
【図４７】
2005226655.tif 000049
【図４８】
2005226655.tif 000050
【図４９】
2005226655.tif 000051
【図５０】
2005226655.tif 000052
【図５１】
2005226655.tif 000053
【図５２】
2005226655.tif 000054
【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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