对于多气缸发动机，单缸进气量决定了发动机输出转矩并且直接影响了空燃比输出。特别是在发动机运行的暂态阶段，研究发动机单缸进气量的变化是减小发动机尾气排放和提高燃油经济性的有效方法。本文研究了发动机暂态进气量估计算法并给出了实验验证。首先，由于气缸的进气冲程在曲轴转角域内是离散发生的，并且考虑到多气缸发动机气缸进气冲程的耦合，设计了在曲轴转角域内基于多采样速率的离散单缸进气量开环估计算法。同时，由于暂态进气量估计对发动机信号的实时性要求较高，经过比较采用了进气歧管压力和空气流量传感器输出信号作为单缸进气量估计的输入。还考虑到发动机各个气缸的油路执行偏差和单缸进气量估计模型的不确定性，设计了基于氧传感器的PI反馈控制器用以补偿偏差，得到了单缸进气量闭环估计算法。其次，考虑到发动机控制系统的实时性，将基于多采样速率的进气量估计合理地简化为基于上止点采样的单缸进气量估计。并且为了消除验证中发动机油路的执行延时对单缸进气量估计算法准确性的影响，设计了基于TDC的进气量最小方差预报算法，预报模型的参数通过辨识获得，给出了利用进气量预报的空燃比直接前馈控制的验证方法。最后，在基于dSPACE的发动机实验平台上给出了进气量估计算法的实验验证。实验给出了在发动机加减速和加减负载暂态运行阶段进气量估计的实验验证，特别是在发动机暂态工况下，利用进气量估计和进气量预报进行空燃比直接前馈控制的进气量估计的验证。实验结果证明了单缸进气量估计算法的准确性。