(57)【要約】【課題】目標空気量が急変したときに、実空気量のオーバーシュートを抑制しつつ、実空気量が目標値に収束するのに要する時間を短縮する。【解決手段】内燃機関本体に接続された吸気通路１１と、吸気通路１１に配置されたスロットル弁１２とを有する内燃機関の制御装置において、目標空気量取得手段によって取得された今回の目標空気量と前回の目標空気量との差である目標空気量変化量が、最大変化量算出手段によって算出された最大変化量Δｍｍａｘより大きいと判定されたとき（Ｓ１１０）、目標空気量修正手段が、今回の目標空気量の値を、目標空気量取得手段によって取得された前回の目標空気量と、最大変化量算出手段によって算出された最大変化量Δｍｍａｘとの和の値に修正する（Ｓ１１２）。【選択図】図１３
2016205160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関本体と、
前記内燃機関本体に接続された吸気通路と、
前記吸気通路に配置されたスロットル弁とを具備する内燃機関に適用される制御装置において、
目標空気量取得手段と、
前記スロットル弁の上流側の圧力および温度ならびに前記スロットル弁の下流側の圧力を取得するスロットル前後データ取得手段と、
前記スロットル弁の位置における前記吸気通路の開口断面積であるスロットル有効開口面積を取得するスロットル有効開口面積取得手段と、
前記スロットル弁を通過する空気量を取得する空気量取得手段と、
スロットル有効開口面積の最大変化量であるスロットル有効開口面積最大変化量を取得するスロットル有効開口面積最大変化量取得手段と、
前記スロットル弁の上流側の圧力および温度と前記スロットル弁の下流側の圧力とスロットル有効開口面積とスロットル有効開口面積最大変化量とに基づいて前記スロットル弁を通過する最大空気量を算出する最大空気量算出手段と、
前記最大空気量算出手段によって算出された最大空気量と、前記空気量取得手段によって取得された空気量との差である最大変化量を算出する最大変化量算出手段と、
目標空気量修正手段とを前記制御装置に設け、
前記目標空気量取得手段によって取得された今回の目標空気量と前回の目標空気量との差である目標空気量変化量が、前記最大変化量算出手段によって算出された最大変化量より大きいときに、
前記目標空気量修正手段が、今回の目標空気量の値を、前記目標空気量取得手段によって取得された前回の目標空気量と、前記最大変化量算出手段によって算出された最大変化量との和の値に修正することを特徴とする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、スロットル弁が吸気通路に配置された内燃機関の制御装置に関し、特には、目標空気量が急変したときに、実空気量のオーバーシュートを抑制しつつ、実空気量が目標値に収束するのに要する時間を短縮することができる内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スロットル弁（スロットルバルブ）が吸気通路（吸気管）に配置された内燃機関の吸入空気量制御装置が知られている。この種の内燃機関の吸入空気量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には、目標スロットル開度の変化速度を所定のガード値でガードする旨、および、要求吸入空気量の急変時に、規範モデルにより要求吸入空気量をモデル後要求吸入空気量に変換する際に用いる内部変数を補正し、それにより、目標スロットル開度の変化速度がガード値でガードされ難くし、要求吸入空気量に対する実吸入空気量のオーバーシュートを抑制する旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９９３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の内燃機関の吸入空気量制御装置では、要求吸入空気量に対する実吸入空気量のオーバーシュートを抑制することができるものの、要求吸入空気量の急変時に上記内部変数を補正するために、モデル後要求吸入空気量の応答性が一時的に低下してしまう。つまり、特許文献１の内燃機関の吸入空気量制御装置では、目標空気量が急変したときに、実空気量のオーバーシュートを抑制しつつ、実空気量が目標値に収束するのに要する時間を十分に短縮することができない。
また、スロットル開度の応答性と空気量との関係は負荷に応じて変化する。詳細には、応答性は、負荷が高い場合よりも、負荷が低い場合に悪くなる。このため、ガード値が高負荷に合わせて設定されている場合、例えば高負荷から低負荷への過渡時にスロットル開度にガードが設定されていると、低負荷に変化したときの実空気量が目標空気量に収束するまでに時間を要してしまい、制御性が悪化するおそれがある。
【０００５】
前記問題点に鑑み、本発明は、目標空気量が急変したときに、実空気量のオーバーシュートを抑制しつつ、実空気量が目標値に収束するのに要する時間を短縮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】
【０００６】
本発明によれば、内燃機関本体と、
前記内燃機関本体に接続された吸気通路と、
前記吸気通路に配置されたスロットル弁とを具備する内燃機関に適用される制御装置において、
目標空気量取得手段と、
前記スロットル弁の上流側の圧力および温度ならびに前記スロットル弁の下流側の圧力を取得するスロットル前後データ取得手段と、
前記スロットル弁の位置における前記吸気通路の開口断面積であるスロットル有効開口面積を取得するスロットル有効開口面積取得手段と、
前記スロットル弁を通過する空気量を取得する空気量取得手段と、
スロットル有効開口面積の最大変化量であるスロットル有効開口面積最大変化量を取得するスロットル有効開口面積最大変化量取得手段と、
前記スロットル弁の上流側の圧力および温度と前記スロットル弁の下流側の圧力とスロットル有効開口面積とスロットル有効開口面積最大変化量とに基づいて前記スロットル弁を通過する最大空気量を算出する最大空気量算出手段と、
前記最大空気量算出手段によって算出された最大空気量と、前記空気量取得手段によって取得された空気量との差である最大変化量を算出する最大変化量算出手段と、
目標空気量修正手段とを前記制御装置に設け、
前記目標空気量取得手段によって取得された今回の目標空気量と前回の目標空気量との差である目標空気量変化量が、前記最大変化量算出手段によって算出された最大変化量より大きいときに、
前記目標空気量修正手段が、今回の目標空気量の値を、前記目標空気量取得手段によって取得された前回の目標空気量と、前記最大変化量算出手段によって算出された最大変化量との和の値に修正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。
【０００７】
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、今回の目標空気量と前回の目標空気量との差である目標空気量変化量が、スロットル弁を通過する空気量の最大変化量より大きいときに、今回の目標空気量の値が、前回の目標空気量と最大変化量との和の値に修正される。詳細には、最大変化量が、スロットル弁の上流側の圧力および温度とスロットル弁の下流側の圧力とスロットル有効開口面積最大変化量とに基づいている。
換言すれば、本発明の内燃機関の制御装置では、目標空気量が急変したときに、スロットル弁の上流側の圧力および温度、スロットル弁の下流側の圧力、および、スロットル有効開口面積最大変化量とは無関係に、例えば燃料噴射量、エンジン回転速度、ＥＧＲの有無などに応じて算出された目標空気量に基づいて空気量制御が実行されるのではなく、スロットル弁の上流側の圧力および温度とスロットル弁の下流側の圧力とスロットル有効開口面積最大変化量とに基づいて目標空気量が修正され、精密な空気量制御が実行される。そのため、目標空気量が急変したときにスロットル弁の上流側の圧力および温度、スロットル弁の下流側の圧力、および、スロットル有効開口面積最大変化量とは無関係に空気量制御が実行される場合よりも、目標空気量が急変したときの実空気量のオーバーシュートを抑制することができる。
また、本発明の内燃機関の制御装置では、特許文献１に記載された内燃機関の吸入空気量制御装置のように目標スロットル開度の変化速度にガード値が設定されることなく、空気量制御が実行される。そのため、特許文献１に記載された内燃機関の吸入空気量制御装置よりも、実空気量が目標値に収束するのに要する時間を短縮することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、目標空気量が急変したときに、実空気量のオーバーシュートを抑制しつつ、実空気量が目標値に収束するのに要する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、目標空気量が急変したときに、実空気量のオーバーシュートを抑制しつつ、実空気量が目標値に収束するのに要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】スロットル制御の概要を説明するための図である。
【図２】ＤＰＦ再生のための運転条件を示した図である。
【図３】ＥＧＲ有りの状態からＥＧＲ無しの状態に切り替えられるときにおける目標空気量と実空気量とを示した図である。
【図４】第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されるエンジンシステムの主要部を示した概略構成図である。
【図５】第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されるエンジンシステムの一部を構成する制御装置１８を示した図である。
【図６】ＥＧＲカット時における目標空気量の急変を説明するための図である。
【図７】第１の実施形態の内燃機関の制御装置のスロットル制御の概要を説明するための図である。
【図８】図７に示す例のように目標空気量を修正しなければならない理由を説明するための図である。
【図９】図１２に示す第１の実施形態の内燃機関の制御装置の空気量制御が適用され、目標修正装置３により図１２のステップＳ１１２において今回の目標空気量が修正された一例を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】実空気量（流量）ｍと、スロットル有効開口面積μＡと、スロットル前圧力Ｐｕｓと、スロットル前温度Ｔｕｓと、スロットル後圧力Ｐｄｓとを説明するための図である。
【図１１】スロットル後圧力Ｐｄｓとスロットル前圧力Ｐｕｓとの比Ｐｄｓ／Ｐｕｓと、数式１および数式２中の係数φとの関係を示した図である。
【図１２】第１の実施形態の内燃機関の制御装置における目標空気量を修正する考え方を説明するための図である。
【図１３】第１の実施形態の内燃機関の制御装置における空気量制御フローチャートを示した図である。
【図１４】目標空気量に対する遅れ要素の適用例（１次遅れ系）を示した図である。
【図１５】本発明に関連する発明の実施形態における目標空気量を修正する考え方を説明するための図である。
【図１６】本発明に関連する発明の実施形態における空気量制御フローチャートを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の内燃機関の制御装置の第１の実施形態を説明する前に、スロットル制御の概要について説明する。図１はスロットル制御の概要を説明するための図である。スロットル弁を用いて空気量を制御する手法として、図１に示すスロットル制御が知られており、一般的に用いられている。図１に示す例では、例えば燃料噴射量、エンジン回転速度、ＥＧＲの有無などに応じて取得される目標空気量に基づき、スロットルモデル１が、例えば所定期間経過後のスロットル開度を推定する（つまり、フィードフォワード制御する）。さらに、そのスロットル開度のプラント（エンジン）応答として得られる実空気量が、ＦＢ（フィードバック）制御装置２により、スロットル開度にフィードバックされる。
特許文献１の図２に記載されたものは、上記図１のスロットル制御を基本にしたものであり、空気量オーバーシュートを抑制するためのものである。
【００１１】
図２はＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）再生のための運転条件を示した図である。
ＤＰＦ再生時に、低負荷では、排気温を上げるために「ＥＧＲ無」に設定される。一方、一定負荷以上では、排気温を上げつつ、ＮＯｘ排出を抑えるために「ＥＧＲ有」に設定される。図示しないが、ＤＰＦ再生時以外の通常運転時には、低負荷でも「ＥＧＲ有」に設定される。
図３はＥＧＲ有りの状態からＥＧＲ無しの状態に切り替えられるときにおける目標空気量と実空気量とを示した図である。図２に示すようにＥＧＲ有りの状態からＥＧＲ無しの状態に切り替わると、図３中に破線で示すように、燃料噴射量、エンジン回転速度、ＥＧＲの有無などに基づいて算出される目標空気量が急激に増加する。図３中に破線で示すように目標空気量が急激に増加するときに、図１に示す一般的なスロットル制御が実行されると、図３中に実線で示すように、実空気量が目標空気量に対してオーバーシュートしてしまう。
特許文献１の図１に記載されたエンジン制御システムにはＥＧＲシステムが含まれていないため、特許文献１の図１に記載されたエンジン制御システムでは、ＥＧＲ無しの状態における目標空気量の急変時に対応する空気量制御が、スロットル弁を用いて実行されている。
つまり、ＥＧＲシステムの有無にかかわらず、目標空気量が急変する場合があるため、目標空気量が急変したときの空気量の制御性を向上させる必要があると言える。
【００１２】
ところで、エンジンから排出される煤を捕集・堆積する触媒であるＤＰＦを搭載した車両のエンジンでは、ＤＰＦに堆積したＰＭ（煤）を再生（酸化・焼失）するために、図２中に双方向矢印で示すように、ＥＧＲ有りの状態とＥＧＲ無しの状態とを切り替えながら運転することが求められる。
ＥＧＲ有りの状態からＥＧＲ無しの状態への切り替えに伴って、図３中に破線で示すように目標空気量が急激に増加するとき、図３中に実線で示すように、実空気量が目標空気量に対してオーバーシュートすると、排気温度が低くなり、ＰＭ再生性能が悪化（燃費悪化、再生時間延長）してしまう。
従って、ＤＰＦを搭載した車両のエンジンでは、ＥＧＲ有りの状態からＥＧＲ無しの状態に切り替わるときに、スロットル弁・ＥＧＲ弁を用いた空気量制御を精密に実行する必要があると言える。
【００１３】
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第１の実施形態について説明する。図４は第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されるエンジンシステムの主要部を示した概略構成図である。図４に示す例では、ＥＧＲ通路１６およびＥＧＲ弁１７が設けられているが、他の例では、ＥＧＲ通路１６およびＥＧＲ弁１７が設けられていないエンジンシステムに対して本発明を適用することもできる。また、本発明の内燃機関の制御装置は例えばディーゼルエンジンに対して適用されるが、本発明の内燃機関の制御装置を、例えばガソリンエンジンのようなディーゼルエンジン以外のエンジンに対して適用することもできる。
【００１４】
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されるエンジンシステムでは、図４に示すように、内燃機関本体に接続された吸気通路１１が設けられている。また、スロットル弁１２が吸気通路１１に配置されている。
ＥＧＲ通路１６およびＥＧＲ弁１７が設けられている図４に示す例では、スロットル弁１２が、吸気通路１１のうちの吸気通路１１とＥＧＲ通路１６との接続位置よりも上流側に配置されている。
図４に示す例では、スロットル弁１２の上流側の圧力であるスロットル前圧力Ｐｕｓを検出するための圧力センサ１３が設けられている。また、スロットル弁１２の上流側の温度であるスロットル前温度Ｔｕｓを検出するための温度センサ１４が設けられている。さらに、スロットル弁１２の下流側の圧力であるスロットル後圧力Ｐｄｓを検出するための圧力センサ１５が設けられている。
本発明の内燃機関の制御装置が適用される他の例では、代わりに、エンジンの運転条件に基づいてスロットル前圧力Ｐｕｓ、スロットル前温度Ｔｕｓまたはスロットル後圧力Ｐｄｓを推定してもよい。
【００１５】
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されるエンジンシステムでは、スロットル弁１２（図４参照）を通過する空気量（実空気量）ｍが、後述する数式２に基づいて算出される。
本発明の内燃機関の制御装置が適用される他の例では、代わりに、スロットル弁１２を通過する空気量（実空気量）ｍを検出するためのセンサを設けてもよい。
【００１６】
図５は第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されるエンジンシステムの一部を構成する制御装置（ＥＣＵ）１８を示した図である。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図５に示すように、制御装置１８の目標空気量取得手段（図示せず）により、目標空気量が、例えば燃料噴射量、エンジン回転速度、ＥＧＲの有無などに基づいて算出され、取得される。また、制御装置１８の空気量取得手段（図示せず）により、スロットル弁１２（図４参照）を通過する空気量（実空気量）ｍが、例えば後述する数式２に基づいて算出され、取得される。
さらに、圧力センサ１３（図４参照）によって検出されたスロットル前圧力Ｐｕｓと、温度センサ１４（図４参照）によって検出されたスロットル前温度Ｔｕｓと、圧力センサ１５（図４参照）によって検出されたスロットル後圧力Ｐｄｓとが、スロットル弁１２の上流側および下流側のデータであるスロットル前後データとして、制御装置１８のスロットル前後データ取得手段（図示せず）によって取得される。
また、制御装置１８は、算出・取得された各値に基づき、所定のスロットル開度になるようにスロットル弁１２（図４参照）を駆動するための信号を出力する。
さらに、図４に示す例では、制御装置１８が、所定の開度になるようにＥＧＲ弁１７（図４参照）を駆動するための信号を出力する。
【００１７】
図６はＥＧＲカット時における目標空気量の急変を説明するための図である。図４に示す例と同様の構成のエンジンシステムであって、本発明が適用されない一般的なエンジンシステムでは、図６（Ｅ）に示すようにＥＧＲ弁１７（図４参照）が全閉され、ＥＧＲカットが実行されると、図６（Ａ）中に矢印で示すように「ＥＧＲ有」の状態から「ＥＧＲ無」の状態に切り替わり、その結果、図６（Ｂ）中に実線で示すように、例えば燃料噴射量、エンジン回転速度、ＥＧＲの有無などに応じて算出される目標空気量が急激に増加する。
さらに、目標空気量の急激な増加に伴って、図６（Ｃ）に示すように、スロットル弁１２を開く動作をする。また、ＥＧＲカットに伴って高圧のＥＧＲガスの影響が遮断されるため、図６（Ｄ）に矢印で示すように、Ｄスロ後圧力（ディーゼルエンジンに適用されるスロットル後圧力Ｐｄｓ）が急変する。つまり、目標空気量とスロットル弁１２の下流側の状態が同時に急変する。
その結果、図６（Ｂ）中に破線で示すように、実空気量ｍがオーバーシュートしてしまう。
【００１８】
図７は第１の実施形態の内燃機関の制御装置のスロットル制御の概要を説明するための図である。図１に示す一般的なスロットル制御とは異なり、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図７に示すように、目標空気量修正手段として機能する目標修正装置３が制御装置１８（図５参照）に設けられている。
つまり、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図７に示す例では、制御装置１８の目標空気量取得手段（図示せず）により、目標空気量が、例えば燃料噴射量、エンジン回転速度、ＥＧＲの有無などに基づいて算出され、取得される。次いで、その目標空気量が、後で詳細に説明するように、目標修正装置３によって修正され、その修正された目標空気量に基づき、スロットルモデル１が、例えば所定期間経過後のスロットル開度を推定する（つまり、フィードフォワード制御する）。さらに、そのスロットル開度のプラント（エンジン）応答として得られる実空気量ｍが、ＦＢ（フィードバック）制御装置２により、スロットル開度にフィードバックされる。
【００１９】
図８は図７に示す例のように目標空気量を修正しなければならない理由を説明するための図である。図８において、縦軸は負荷を示しており、横軸はエンジン回転速度を示しており、図８中の括弧内はスロットル開度を示している。図８に示すように、スロットル開度が７０％から９０％に変化するときには、スロットル開度の変化分が２０％相当分になり、スロットル開度の変化が小さい。一方、スロットル開度が５０％から９０％に変化するときには、スロットル開度の変化分が４０％相当分になり、スロットル開度の変化が大きくなる。
スロットル開度の変化が大きいときに、特許文献１の図２に示す例のように、目標スロットル開度の変化速度が上限速度ガード値によってガードされると、実空気量が目標値に収束するのに長い時間を要してしまう。
【００２０】
この問題点に鑑み、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、実空気量ｍが目標値に収束するのに要する時間を短縮するために、目標修正装置３（図７参照）によって目標空気量を修正する制御が実行される。図１２は第１の実施形態の内燃機関の制御装置における目標空気量を修正する考え方を説明するための図である。
図１２に示すように、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、実空気量ｍの応答速度が最も速くなるように、つまり、実空気量ｍが目標値に収束するのに要する時間が最も短くなるように、目標空気量が、目標修正装置３によって、図１２中の「目標修正前」の値から、図１２中の「本発明（修正後目標）」の値に修正される。
【００２１】
図１３は第１の実施形態の内燃機関の制御装置における空気量制御フローチャートを示した図である。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図１３に示すように、空気量制御が開始されると、ステップＳ１０１において、制御装置１８（図５参照）の目標空気量取得手段（図示せず）により、今回の目標空気量（今回値）が、例えば燃料噴射量、エンジン回転速度、ＥＧＲの有無などに基づいて算出され、取得される。次いで、ステップＳ１０２では、制御装置１８の目標空気量取得手段により、例えば燃料噴射量、エンジン回転速度、ＥＧＲの有無などに基づいて算出され、記憶された前回の目標空気量（目標空気量前回値）が、取得される。次いで、ステップＳ１０３では、制御装置１８により、ステップＳ１０１において取得された今回の目標空気量（今回値）と、ステップＳ１０２において取得された前回の目標空気量（前回値）との差である目標空気量変化量が算出される。
次いで、ステップＳ１０４では、制御装置１８のスロットル前後データ取得手段（図示せず）により、スロットル弁１２（図４参照）の上流側および下流側のデータであるスロットル前後データとして、圧力センサ１３（図４参照）によって検出されたスロットル前圧力Ｐｕｓと、温度センサ１４（図４参照）によって検出されたスロットル前温度Ｔｕｓと、圧力センサ１５（図４参照）によって検出されたスロットル後圧力Ｐｄｓとが、取得される。
【００２２】
次いで、ステップＳ１０５では、制御装置１８（図５参照）のスロットル有効開口面積取得手段（図示せず）により、スロットル弁１２（図４参照）の位置における吸気通路１１（図４参照）の開口断面積であるスロットル有効開口面積μＡが取得される。このスロットル有効開口面積μＡは、例えばスロットル開度センサ（図示せず）によって検出されたスロットル開度（スロットル弁１２の開度）と、例えば予め制御装置１８に格納されたスロットル開度とスロットル有効開口面積μＡとの関係を示すマップ、関数等とに基づいて算出される。
次いで、ステップＳ１０６では、制御装置１８の空気量取得手段（図示せず）により、ステップＳ１０４において取得されたスロットル前後データとしてのスロットル前圧力Ｐｕｓ、スロットル前温度Ｔｕｓ、スロットル後圧力Ｐｄｓと、ステップＳ１０５において取得されたスロットル有効開口面積μＡと、図１１に示す関係と、下記の数式２とに基づいてスロットル弁１２を通過する実空気量（空気量現在値）ｍが算出され、取得される。
【００２３】
【数１】
2016205160.tif 000003
【数２】
2016205160.tif 000004
数式１および数式２において、Ｒは気体定数、κは比熱比を示している。
【００２４】
図１０は実空気量（流量）ｍと、スロットル有効開口面積μＡと、スロットル前圧力Ｐｕｓと、スロットル前温度Ｔｕｓと、スロットル後圧力Ｐｄｓとを説明するための図である。図１１はスロットル後圧力Ｐｄｓとスロットル前圧力Ｐｕｓとの比Ｐｄｓ／Ｐｕｓと、数式１および数式２中の係数φとの関係を示した図である。
【００２５】
次いで、ステップＳ１０７では、制御装置１８（図５参照）のスロットル有効開口面積最大変化量取得手段（図示せず）により、スロットル有効開口面積μＡの最大変化量であるスロットル有効開口面積最大変化量ΔμＡｍａｘが取得される。このスロットル有効開口面積最大変化量ΔμＡｍａｘは、例えばスロットル開度、実空気量ｍ、スロットル後圧力Ｐｄｓ等の応答速度に基づいて、制御装置１８によって予め適合された値（変化量）である。
次いで、ステップＳ１０８では、制御装置１８の最大空気量算出手段（図示せず）により、ステップＳ１０４において取得されたスロットル前後データとしてのスロットル前圧力Ｐｕｓ、スロットル前温度Ｔｕｓ、スロットル後圧力Ｐｄｓと、ステップＳ１０５において取得されたスロットル有効開口面積μＡと、図１１に示す関係と、ステップＳ１０７において取得されたスロットル有効開口面積最大変化量ΔμＡｍａｘと、上記の数式１とに基づいてスロットル弁１２を通過する最大空気量（空気量想定最大値）「ｍ＋Δｍｍａｘ」が算出される。
【００２６】
次いで、ステップＳ１０９では、制御装置１８（図５参照）の最大変化量算出手段（図示せず）により、ステップＳ１０８において最大空気量算出手段（図示せず）により算出された最大空気量（空気量想定最大値）「ｍ＋Δｍｍａｘ」と、ステップＳ１０６において空気量取得手段（図示せず）により算出・取得された実空気量（空気量現在値）ｍとの差である最大変化量Δｍｍａｘが算出される。
次いで、ステップＳ１１０では、ステップＳ１０３において算出された目標空気量変化量が、ステップＳ１０９において算出された最大変化量Δｍｍａｘ以下であるか否かが判定される。
Ｎｏのとき、つまり、制御装置１８の目標空気量取得手段（図示せず）により、ステップＳ１０１において取得された今回の目標空気量と、ステップＳ１０２において取得された前回の目標空気量（目標空気量前回値）との差としてステップＳ１０３において算出された目標空気量変化量が、ステップＳ１０９において算出された最大変化量Δｍｍａｘより大きいときには、ステップＳ１１２に進む。一方、Ｙｅｓのとき、つまり、ステップＳ１０３において算出された目標空気量変化量が、ステップＳ１０９において算出された最大変化量Δｍｍａｘ以下であるときには、ステップＳ１１１に進む。
【００２７】
ステップＳ１１２では、制御装置１８（図５参照）の目標空気量修正手段としての目標修正装置３が、ステップＳ１０１において取得された今回の目標空気量の値を、目標空気量取得手段（図示せず）によりステップＳ１０２において取得された前回の目標空気量（目標空気量前回値）と、最大変化量算出手段（図示せず）によりステップＳ１０９において算出された最大変化量Δｍｍａｘとの和の値に修正し、図１３に示す空気量制御を終了し、所定期間経過後にステップＳ１０１からの処理を再開する。
ステップＳ１１１では、制御装置１８の目標空気量取得手段（図示せず）によりステップＳ１０１において取得された今回の目標空気量の値が、修正されることなく、そのまま維持され、図１３に示す空気量制御を終了し、所定期間経過後にステップＳ１０１からの処理を再開する。
【００２８】
図９は図１２に示す第１の実施形態の内燃機関の制御装置の空気量制御が適用され、目標修正装置３（図７参照）により図１２のステップＳ１１２において今回の目標空気量が修正された一例を説明するためのタイムチャートである。
図９（Ａ）は目標空気量を示しており、図９（Ｂ）はスロットル閉度を示しており、図９（Ｃ）は実空気量ｍを示しており、図９（Ｄ）はＤスロ後圧力（スロットル後圧力）Ｐｄｓを示しており、図９（Ｅ）はＤスロ前圧力（スロットル前圧力）Ｐｕｓを示しており、図９（Ｆ）はＤスロ前温度（スロットル前温度）Ｔｕｓを示しており、図９（Ｇ）はＥＧＲ弁１７（図４参照）の開度を示している。
【００２９】
図９に示す例では、図９（Ｇ）に示すようにＥＧＲ弁１７（図４参照）が全閉され、ＥＧＲカットが実行されることに伴って、目標空気量（図９（Ａ）参照）が急変する。
【００３０】
図１２に示す本発明の第１の実施形態の内燃機関の制御装置の空気量制御が実行されない場合には、図９（Ａ）中に「修正前」と示すように、ＥＧＲカットの実行（ＥＧＲ有→無）に伴って、目標空気量が急激に増加する。それに伴い、図９（Ｂ）中に「修正前」と示すように、スロットル閉度が急激に低下する（つまり、スロットル開度が急激に増大する）。その結果、図９（Ｃ）中に「修正前」と示すように、実空気量ｍがオーバーシュートしてしまい、実空気量ｍが目標値に収束するのに長い時間を要してしまう。
【００３１】
一方、図１２に示す本発明の第１の実施形態の内燃機関の制御装置の空気量制御が実行される場合には、図９（Ａ）中に「本発明（修正後）」と示すように、ＥＧＲカットの実行（ＥＧＲ有→無）に伴って、目標空気量が一時的に急増するものの、図１２のステップＳ１１２における目標空気量の修正が実行されるため、目標空気量が緩やかに増加するようになる。それに伴い、図９（Ｂ）中に「本発明（修正後）」と示すように、スロットル閉度の低下が、「修正前」に比べて緩やかになる（つまり、スロットル開度の増加が、「修正前」に比べて緩やかになる）。その結果、図９（Ｃ）中に「本発明（修正後）」と示すように、「修正前」と比較して、実空気量ｍのオーバーシュートを抑制することができ、実空気量ｍが目標値に収束するのに要する時間も短縮することができる。
【００３２】
また、図９に示す例では、ＥＧＲカットの実行（ＥＧＲ有→無）により、高圧のＥＧＲガスの影響が遮断され、その結果、図９（Ｄ）に示すように、Ｄスロ後圧力（スロットル後圧力）Ｐｄｓが急変する。図９（Ｅ）に示すように、Ｄスロ前圧力（スロットル前圧力）Ｐｕｓの変化は小さい。また、図９（Ｆ）に示すように、Ｄスロ前温度（スロットル前温度）Ｔｕｓは変化しない。
【００３３】
上述したように、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図１２に示すように、今回の目標空気量と前回の目標空気量との差である目標空気量変化量が、スロットル弁１２（図４参照）を通過する空気量ｍの最大変化量Δｍｍａｘより大きいときに、ステップＳ１１２において、今回の目標空気量の値が、前回の目標空気量と最大変化量Δｍｍａｘとの和の値に修正される。詳細には、最大変化量Δｍｍａｘが、スロットル前後データ（スロットル前圧力Ｐｕｓ、スロットル前温度Ｔｕｓ、スロットル後圧力Ｐｄｓ）とスロットル有効開口面積最大変化量ΔμＡｍａｘとに基づいている。
換言すれば、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、目標空気量が急変したときに、スロットル前後データ（スロットル前圧力Ｐｕｓ、スロットル前温度Ｔｕｓ、スロットル後圧力Ｐｄｓ）およびスロットル有効開口面積最大変化量ΔμＡｍａｘとは無関係に、例えば燃料噴射量、エンジン回転速度、ＥＧＲの有無などに応じて算出された目標空気量に基づいて空気量制御が実行されるのではなく、図１２のステップＳ１１２において、スロットル前後データ（スロットル前圧力Ｐｕｓ、スロットル前温度Ｔｕｓ、スロットル後圧力Ｐｄｓ）とスロットル有効開口面積最大変化量ΔμＡｍａｘとに基づいて目標空気量が修正され、精密な空気量制御が実行される。そのため、目標空気量が急変したときにスロットル前後データ（スロットル前圧力Ｐｕｓ、スロットル前温度Ｔｕｓ、スロットル後圧力Ｐｄｓ）およびスロットル有効開口面積最大変化量ΔμＡｍａｘとは無関係に空気量制御が実行される場合よりも、目標空気量が急変したときの実空気量ｍのオーバーシュートを抑制することができる。
また、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、特許文献１に記載された内燃機関の吸入空気量制御装置のように目標スロットル開度の変化速度にガード値が設定されることなく、空気量制御が実行される。そのため、特許文献１に記載された内燃機関の吸入空気量制御装置よりも、実空気量ｍが目標値に収束するのに要する時間を短縮することができる。
すなわち、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、目標空気量が急変したときに、実空気量ｍのオーバーシュートを抑制しつつ、実空気量ｍが目標値に収束するのに要する時間を短縮することができる。
【００３４】
以下、本発明に関連する発明の実施形態について説明する。本発明に関連する発明の実施形態は、例えば図４に示した構成のエンジンシステムに対して適用することができる。
図１４は目標空気量に対する遅れ要素の適用例（１次遅れ系）を示した図である。本発明に関連する発明の実施形態では、図１４に示すように、目標空気量に対して遅れ要素が与えられる。図１４に示す例では、１次遅れ要素が適用されているが、他の例では、２次以上の遅れ要素を適用することもできる。
図１５は本発明に関連する発明の実施形態における目標空気量を修正する考え方を説明するための図である。本発明に関連する発明の実施形態では、図１５中に「本発明（修正後目標）」で示すように、空気量の遅れ（慣性）があると仮定して、目標空気量が修正される。
図１６は本発明に関連する発明の実施形態における空気量制御フローチャートを示した図である。詳細には、図１６は１次遅れ系の場合の例を示している。
本発明に関連する発明の実施形態では、図１６に示すように、空気量制御が開始されると、ステップＳ２０１において、目標空気量（図１４参照）が取得される。次いで、ステップＳ２０２では、時定数（遅れ要素）（図１４参照）が取得される。次いで、ステップＳ２０３では、図１４に示す例に従って、修正後の目標空気量（修正後目標空気量）（図１４参照）が算出される。
【００３５】
第２の実施形態では、上述した第１の実施形態および各例を適宜組み合わせることもできる。
【符号の説明】
【００３６】
１  スロットルモデル
２  フィードバック制御装置
３  目標修正装置
１１  吸気通路
１２  スロットル弁
１３  圧力センサ
１４  温度センサ
１５  圧力センサ
１６  ＥＧＲ通路
１７  ＥＧＲ弁
１８  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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