JP3733858B2

JP3733858B2 - Intake control device

Info

Publication number: JP3733858B2
Application number: JP2001002603A
Authority: JP
Inventors: 智志菊池
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2021-01-10
Also published as: JP2002206432A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の吸気制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機関運転状態に応じてスロットル開度を最適に制御するために、スロットル弁をアクセルペダルと連動させることなく、アクチュエータによって駆動するようにした吸気制御装置が公知である。この種の吸気制御装置において、例えば特開２０００−７３８３０号公報には、スロットル弁を目標開度に制御するために、実開度と目標開度との偏差が所定の値よりも小さい時にはフィードバック制御を行うと共に、偏差が所定の値よりも大きい時にはフィードフォワード制御を行うことが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、フィードフォワード制御を併用することにより早期に目標開度が実現可能となるが、目標開度が小さい時にフィードフォワード制御が実施されると、小さな目標開度近傍においては、スロットル弁には吸気による閉弁方向の大きな力が作用するために、スロットル弁を閉弁方向にフィードフォワード制御する際にはスロットル弁が目標開度を越えて異常閉弁され、吸気不足により、機関停止することがある。
【０００４】
それゆえ、本発明の目的は、スロットル弁を目標開度に制御するために、フィードフォワード制御を使用する吸気制御装置において、スロットル弁の異常閉弁を防止することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明による吸気制御装置は、機関の吸気通路に配置されたスロットル弁と、前記スロットル弁を駆動するアクチュエータとを具備し、機関運転状態により定まる目標開度に基づいて前記スロットル弁をフィードフォワード制御する吸気制御装置において、前記目標開度が予め定めた閾値を下回る時には、前記目標開度を増大補正し、補正後の目標開度に基づいて前記スロットル弁をフィードフォワード制御することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明による吸気制御装置は、請求項１に記載の吸気制御装置において、前記スロットル弁の実開度を検出する開度検出手段と、気筒内へ供給された新気量を推定する新気量推定手段とを具備し、前記目標開度と前記開度検出手段によって検出した実開度との偏差に基づいて前記スロットル弁をフィードバック制御し、前記開度検出手段が故障した場合においては、前記新気量推定手段によって推定した新気量に基づいて前記実開度を決定して前記スロットル弁をフィードバック制御することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明による吸気制御装置は、請求項１に記載の吸気制御装置において、更に気筒内に供給された新気量を推定する新気量推定手段を具備し、機関運転状態により定まる目標新気量と前記新気量推定手段によって推定した推定新気量との偏差に基づいて前記スロットル弁をフィードバック制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明による吸気制御装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の吸気制御装置において、前記閾値は吸気管内の圧力が小さいほど大きい値となるように設定されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明による吸気制御装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の吸気制御装置において、前記閾値は吸気管内の空気量が多いほど小さい値となるように設定されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明による吸気制御装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の吸気制御装置において、前記閾値は機関回転数が大きいほど小さい値となるように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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。図１は本発明の内燃機関の吸気制御装置の概略構成図である。図１において、１は内燃機関、２は吸気通路、３は排気通路、４はアクセルペダルとは連動せずに開度を制御可能なスロットル弁、５はスロットル開度センサ、６はスロットル弁４を駆動するアクチュエータ、７はＥＣＵ（電子制御装置）、８は回転数センサ、９はエアフローメータ、１０は機関負荷としてアクセルペダルの踏込量を検出するアクセル踏込量センサ、１１は冷却水温センサ、１２はＥＧＲ通路、１３はＥＧＲバルブ、１４はＥＧＲバルブ開度センサを示す。
【００１２】
また、本実施形態のアクチュエータ６はロータリーソレノイド式トルクモータである。従来、吸気制御装置のスロットル弁を駆動するアクチュエータとしてＤＣモータが使用されていた。ＤＣモータは、電圧信号に対応する駆動量（駆動ＤＵＴＹ）と回転角度との関係が非線形であるので、特にスロットル弁の開度制御にフィードフォワード制御を採用する場合には、回転角度と駆動量との関係を示すマップをＣPＵ（中央処理装置）に記憶しておかなければならない。しかしながら、このような情報の記憶量は膨大であるためにＣPＵの演算負荷が大きく、アクチュエータの応答性に悪影響を及ぼすという問題があった。これに対して、本実施形態においてアクチュエータとして使用されるロータリーソレノイド式トルクモータでは、回転角度と駆動量との関係が図３に示すように線形であり、スロットル弁のフィードフォワード制御において、この関係のみを記憶すればよいのでＣPＵの演算負荷が小さく、応答性が良好になるという利点がある。
【００１３】
また、本実施形態のＥＣＵ７は、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＣPＵを備えた公知の構成のマイクロコンピュータとされ、内燃機関１における点火時期制御や燃料噴射制御等の基本制御を行っている。また、ＥＣＵ７は上記の基本制御を行う他に、前述したように、機関運転状態に応じてスロットル弁４の開度を調節し、吸気量を運転状態に応じた値に制御する吸気量制御を行う。このような制御を行うため、本実施形態では、ＥＣＵ７の入力ポートには、エアフローメータ９から吸気量に対応する信号と、機関吸気通路２内に配置されている吸気管圧力センサ（図示せず）から吸気管圧力に対応する信号と、吸気管内に配置される吸気温度センサ（図示せず）から吸気温度に対応する信号と、ＥＧＲバルブ開度センサ１４からＥＧＲバルブ開度に対応する信号と、機関クランク軸（図示せず）近傍に配置されている回転数センサ８から機関回転数に対応する信号と、アクセル踏込量センサ１０からアクセル踏込量に対応する信号と、冷却水温センサ１１から冷却水温に対応する信号とが入力される。
【００１４】
次に吸気量制御操作について説明する。図２は本実施形態の内燃機関の吸気量制御を説明するフローチャートである。図２の操作では、まずステップ１１において、回転数センサ８で検出した機関回転数ＮＥと、アクセル踏込量センサ１０で検出したアクセルペダル踏込量ＡＣＣPと、冷却水温センサ１１で検出した冷却水温ＷＴとが読み込まれる。
【００１５】
ステップ１２では、上記により読み込んだＮＥとＡＣＣPとＷＴとに基づいて現在の機関運転状態が定まり、この運転状態に基づいて、最適な吸気量である目標吸気量ＧＡ_Tが算出される。機関運転状態に対応する目標吸気量ＧＡ_Tは、マップの形でＥＣＵ７のＲＯＭに格納されている。さらに、上記に基づいて求めた目標吸気量ＧＡ_Tに基づいてスロットル弁４の目標開度θ₂が算出される。この目標開度θ₂は、目標吸気量ＧＡ_Tに対応してマップの形でＥＣＵ７のＲＯＭに格納されている。あるいは、目標開度θ₂は、目標吸気量ＧＡ_Tから算出するのではなく、機関運転状態に対応してマップの形でＥＣＵ７のＲＯＭに格納しておいても良い。
【００１６】
ステップ１３では、目標開度偏差ΔθがΔθ＝θ₂−θ₁として算出される。この式において、θ₂は今回の操作実行時に算出した目標開度であり、θ₁は前回の操作実行時に算出した目標開度である。次に、ステップ１４では、目標開度偏差Δθの大きさを判定する。Δθが予め定めた値α以上である場合には、ステップ２１に進んでフィードフォワード制御を行い、Δθの大きさがα未満である場合には、ステップ１５に進んでフィードバック制御を行う。
【００１７】
最初に、フィードフォワード制御を行う場合について説明する。まず、ステップ２１において、目標開度θ₂が目標開度の下限値として後述する方法で定めた開度閾値θ_Lを下回っているか否かを判定する。目標開度θ₂が開度閾値θ_Lを下回っている場合には、フィードフォワード制御によってスロットル弁４をそのまま小さく目標開度θ₂へ移動させると吸気による比較的大きな閉弁方向の力が作用してスロットル弁が異常閉弁してしまう。それにより、ステップ２２において、目標開度θ₂を開度閾値θ_Lにするか、又は一定量増加させ、このような異常閉弁を防止している。
【００１８】
次に、ステップ２３では、ＥＣＵ７に記憶した開度（回転角度）θと駆動量ｄの関係を示すマップ（図３）を参照して、θ₂に対する目標開度駆動量（駆動ＤＵＴＹ）ｄを算出する。上記により駆動量ｄを算出した後、駆動量ｄに対応する電圧信号をアクチュエータ６に送って駆動する。これにより、実開度θが目標開度θ₂に一致するようにフィードフォワード制御される。
【００１９】
一方、フィードバック制御を行う場合について説明する。ステップ１５において、スロットルセンサ５が正常であるのか故障しているのかを判断する。スロットルセンサ５が正常であると判断した場合には、ステップ１６へ進み、実開度と目標開度との間の偏差Δθ′に基づいてフィードバック制御を行い、スロットルセンサ５が故障していると判断した場合には、ステップ１７へ進み、推定開度と目標開度との間の偏差に基づいてフィードバック制御を行う。
【００２０】
最初に、スロットルセンサ５の正常時におけるフィードバック制御について説明する。ステップ１６において、まず、偏差Δθ′がθ₂−θ_Aとして算出される。この式において、θ₂は今回の操作実行時に算出した目標開度を、θ_Aは現在の実開度をそれぞれ示している。次に、算出した偏差Δθ′に基づいてＰＩＤ制御により、駆動量ｄを算出する。上記により駆動量ｄを算出した後、駆動量ｄに対応する電圧信号をアクチュエータ６に送って駆動する。これにより、実開度θが目標開度θ₂に一致するようにスロットル弁５の開度がフィードバック制御されるようになる。
【００２１】
次に、スロットルセンサの故障時におけるフィードバック制御について説明する。ステップ１７において、まず、スロットル弁４の現在の実開度θ_Bを推定する。スロットル弁４の下流に配置されたＥＧＲバルブ１３が閉弁している時にはスロットル弁開度θと吸気量ＧＡは一対一の関係があるので、吸気量ＧＡをエアフローメータによって検出することによって、スロットル弁の実開度θ_Bを推定することができるが、ＥＧＲバルブが開弁している時にはＥＧＲ通路１２からの再循環排気量が多いほど吸気量ＧＡが少なくなるという関係があることから、スロットル弁の実開度θ_Bを特定するために、エアフローメータにより検出される吸気量ＧＡに、スロットル弁４の下流のＥＧＲバルブ１３から流れる再循環排気量を考慮してスロットル弁の実開度θ_Bを推定する必要がある。そのため、再循環排気量をＥＧＲバルブ開度センサ１４とＥＧＲ通路の圧力及び温度に基づき推定する。こうして、推定開度θ_Bは、ＥＣＵ７のＲＯＭに格納された吸気量ＧＡと再循環排気量に対応するマップに基づいて算出される。このように算出した推定開度θ_Bと目標開度θ₂を用いてフィードバック制御する。偏差Δθ′′はθ₂−θ_Bとして算出される。こうして、Δθ′′に基づいたＰＩＤ制御により、駆動量ｄを算出する。次に、駆動量ｄに対応する電圧信号をアクチュエータ６に送って駆動する。これにより、推定開度θ_Bが目標開度θ₂に一致するようにスロットル弁５の開度がフィードバック制御されるようになる。このように、スロットル開度センサが故障した場合でも、吸気量に基づき実開度を推定して比較的良好に制御することができる。
【００２２】
次に、前述した開度閾値についてより詳細に説明する。目標開度の下限として設定する開度閾値θ_Lは、制御可能な開度範囲を可能な限り広くするために可能な限り小さくすることが必要である。そのため、空気量が多い時や吸気管圧力の大きさに応じてスロットル弁が閉弁方向に受ける力が変化することを考慮し、このような閉弁方向の力が大きい時、すなわち、空気量が多い時や吸気管圧力が小さい時ほど大きくなるように設定する必要がある。
【００２３】
そのため、本実施形態では、開度閾値θ_Lは、一定の値の基準開度θ_Lbaseに種々の補正係数を乗じて算出する。まず、空気量補正係数について説明する。図４に示すように、空気量補正係数Ｃ_aは適宜に定めた基準空気量の時に１であり、空気量の増加に応じて増加する傾向がある。この場合、開度閾値θ_Lは以下の式（１）のように、基準開度閾値θ_Lbaseに空気量補正係数Ｃ_aを乗じて求められる。
θ_L＝θ_Lbase×Ｃ_a （１）
【００２４】
次に吸気管圧力補正係数について説明する。図５に示すように、吸気管圧力補正係数Ｃ_pは適宜に定めた基準吸気管圧力の時に１であり、吸気管圧力の増加に応じて減少する傾向がある。この場合、開度閾値θ_Lは以下の式（２）のように、基準開度閾値θ_Lbaseに吸気管圧力補正係数Ｃ_pとを乗じて求められる。
θ_L＝θ_Lbase×Ｃ_p （２）
【００２５】
また、空気量補正係数Ｃ_aと吸気管圧力補正係数Ｃ_pを同時に乗じてもよい。この場合、開度閾値θ_Lは以下の式（３）のように、基準開度閾値θ_Lbaseに空気量補正係数Ｃ_aと吸気管圧力補正係数Ｃ_pとを乗じて求められる。
θ_L＝θ_Lbase×Ｃ_a×Ｃ_p （３）
また、独立した補正係数Ｃ_a及びＣ_pに代えて、空気量及び吸気管圧力に応じて変化する一つの補正係数としてもよい。図６に示すように、空気量及び吸気管圧力と補正係数Ｃ₁の関係を示す２次元マップに基づいて求めてもよい。この場合には、開度閾値θ_Lは以下の式（４）のように、基準開度閾値θ_Lbaseに補正係数Ｃ₁とを乗じて求められる。
θ_L＝θ_Lbase×Ｃ₁ （４）
【００２６】
また、選択的に、スロットル弁は機関回転数が大きな時にはスロットル弁は閉弁方向に力を受けることを考慮して、機関回転数補正係数Ｃ_neをさらに定めてもよい。図７に示すように、機関回転数補正係数Ｃ_neは、適宜に定めた基準回転数の時に１であり、回転数の増加に応じて増加する傾向がある。このように機関回転数補正係数Ｃ_neを用いる場合、開度閾値θ_Lは、以下の式（５）に示すようになる。
θ_L＝θ_Lbase×Ｃ_ne （５）
また、他の補正係数と併用する場合には、例えば以下の式（６）のようになる。
θ_L＝θ_Lbase×Ｃ_a×Ｃ_p×Ｃ_ne （６）
以上のように、スロットルにかかる力を考慮して開度閾値θ_Lを定めることにより、スロットルが異常閉弁しないことを保証することのできる範囲で開度閾値θ_Lを可能な限り小さく定めることができ、それにより、広い開度範囲で吸気量制御を行うことができる。
【００２７】
上述した実施形態では、スロットルセンサ５が故障した場合において、ステップ１６において、推定開度θ_Bと目標開度θ₂とに基づいてフィードバック制御を行っているが、他の実施形態では、スロットルセンサ５を使用することなく、実吸気量ＧＡと目標吸気量ＧＡ_Tの間の偏差Δθ′′′とに基づいてフィードバック制御を行うことも可能である。目標吸気量ＧＡ_Tはステップ１２で求めた値を採用し、実吸気量ＧＡは、上述の実施形態と同様に、エアフローメータ９から直接的に検出する。
【００２８】
【発明の効果】
このように請求項１に記載の発明にかかる吸気制御装置によれば、機関の吸気通路に配置されたスロットル弁と、前記スロットル弁を駆動するアクチュエータとを具備し、機関運転状態により定まる目標開度に基づいて前記スロットル弁をフィードフォワード制御する吸気制御装置において、前記目標開度が予め定めた閾値を下回る時には、前記目標開度を増大補正し、補正後の目標開度に基づいて前記スロットル弁をフィードフォワード制御する。それにより、スロットル弁が小さな目標開度にフィードフォワード制御されて吸気による比較的大きな力がスロットル弁に作用して異常閉弁することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の吸気制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の内燃機関の吸気制御を説明するフローチャートである。
【図３】ロータリーソレノイド式トルクモータの駆動量と回転角度の関係を示す図である。
【図４】空気量と空気量補正係数の関係を示す図である。
【図５】吸気管圧力と吸気管圧力補正係数の関係を示す図である。
【図６】空気量及び吸気管圧力と補正係数の関係を示す図である。
【図７】回転数と補正係数の関係を示す図である。
【符号の説明】
１…内燃機関
２…吸気通路
４…スロットル弁
６…アクチュエータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake control device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In order to optimally control the throttle opening according to the engine operating state, an intake control device is known which is driven by an actuator without interlocking the throttle valve with an accelerator pedal. In this type of intake control device, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-73830 discloses feedback when the deviation between the actual opening and the target opening is smaller than a predetermined value in order to control the throttle valve to the target opening. It is disclosed that the feedforward control is performed when the control is performed and the deviation is larger than a predetermined value.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, the target opening can be realized at an early stage by using the feedforward control together, but if the feedforward control is performed when the target opening is small, the throttle valve Since a large force in the valve closing direction due to intake air acts, when feedforward control is performed in the valve closing direction, the throttle valve is abnormally closed exceeding the target opening, and the engine stops due to insufficient intake Sometimes.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to prevent abnormal closing of a throttle valve in an intake control device that uses feedforward control in order to control the throttle valve to a target opening.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
An intake control device according to a first aspect of the present invention includes a throttle valve disposed in an intake passage of an engine and an actuator that drives the throttle valve, and the throttle is based on a target opening determined by an engine operating state. In the intake control device that performs feedforward control of the valve, when the target opening is below a predetermined threshold value, the target opening is corrected to be increased, and the throttle valve is feedforward controlled based on the corrected target opening. It is characterized by that.
[0006]
An intake air control apparatus according to a second aspect of the present invention is the intake air control apparatus according to the first aspect, wherein the opening degree detecting means for detecting the actual opening degree of the throttle valve and the amount of fresh air supplied into the cylinder are determined. A new air amount estimating means for estimating the throttle valve based on a deviation between the target opening and the actual opening detected by the opening detecting means, and the opening detecting means has failed. In this case, the actual opening is determined based on the fresh air amount estimated by the fresh air amount estimating means, and the throttle valve is feedback-controlled.
[0007]
An intake air control apparatus according to a third aspect of the present invention is the intake air control apparatus according to the first aspect, further comprising a fresh air amount estimating means for estimating a fresh air amount supplied into the cylinder, and depending on the engine operating state. The throttle valve is feedback-controlled based on a deviation between a determined target fresh air amount and an estimated fresh air amount estimated by the fresh air amount estimating means.
[0008]
An intake control device according to a fourth aspect of the present invention is the intake control device according to any one of the first to third aspects, wherein the threshold value is set so as to increase as the pressure in the intake pipe decreases. It is characterized by.
[0009]
An intake control device according to a fifth aspect of the present invention is the intake control device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the threshold value is set to be smaller as the amount of air in the intake pipe increases. It is characterized by that.
[0010]
An intake control device according to a sixth aspect of the present invention is the intake control device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the threshold value is set to be smaller as the engine speed is larger. Features.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an intake control device for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 1, 1 is an internal combustion engine, 2 is an intake passage, 3 is an exhaust passage, 4 is a throttle valve capable of controlling the opening degree without interlocking with an accelerator pedal, 5 is a throttle opening sensor, and 6 is a throttle valve 4. , 7 is an ECU (electronic control unit), 8 is a rotation speed sensor, 9 is an air flow meter, 10 is an accelerator depression amount sensor for detecting the depression amount of an accelerator pedal as an engine load, 11 is a cooling water temperature sensor, 12 Denotes an EGR passage, 13 denotes an EGR valve, and 14 denotes an EGR valve opening sensor.
[0012]
The actuator 6 of this embodiment is a rotary solenoid type torque motor. Conventionally, a DC motor has been used as an actuator for driving a throttle valve of an intake control device. Since the relationship between the drive amount (drive DUTY) corresponding to the voltage signal and the rotation angle is nonlinear in the DC motor, the rotation angle and the drive amount are particularly employed when feedforward control is employed for throttle valve opening control. Must be stored in the CPU (Central Processing Unit). However, since the storage amount of such information is enormous, there is a problem that the calculation load of the CPU is large and adversely affects the response of the actuator. On the other hand, in the rotary solenoid torque motor used as an actuator in the present embodiment, the relationship between the rotation angle and the drive amount is linear as shown in FIG. 3, and this relationship is used in the feedforward control of the throttle valve. Therefore, there is an advantage that the calculation load of the CPU is small and the responsiveness is improved.
[0013]
Further, the ECU 7 of the present embodiment is a microcomputer having a known configuration including a RAM, a ROM, and a CPU, and performs basic control such as ignition timing control and fuel injection control in the internal combustion engine 1. In addition to the above basic control, the ECU 7 adjusts the opening of the throttle valve 4 in accordance with the engine operating state and controls the intake air amount control to control the intake air amount to a value in accordance with the operating state as described above. Do. In order to perform such control, in this embodiment, an input port of the ECU 7 includes a signal corresponding to the intake air amount from the air flow meter 9 and an intake pipe pressure sensor (not shown) disposed in the engine intake passage 2. ) From the EGR valve opening sensor 14 to a signal corresponding to the EGR valve opening, a signal corresponding to the intake pipe pressure from an intake temperature sensor (not shown) disposed in the intake pipe, , A signal corresponding to the engine speed from the rotation speed sensor 8 arranged in the vicinity of the engine crankshaft (not shown), a signal corresponding to the accelerator depression amount from the accelerator depression amount sensor 10, and cooling from the cooling water temperature sensor 11 A signal corresponding to the water temperature is input.
[0014]
Next, the intake air amount control operation will be described. FIG. 2 is a flowchart for explaining the intake air amount control of the internal combustion engine of the present embodiment. In the operation of FIG. 2, first, at step 11, the engine speed NE detected by the speed sensor 8, the accelerator pedal depression amount ACCP detected by the accelerator depression amount sensor 10, and the cooling water temperature WT detected by the cooling water temperature sensor 11. Is read.
[0015]
In step 12, Sadamari the current engine operating condition based on the read NE and ACCP and the WT by the, on the basis of the operating condition, an optimum intake air amount the target intake air amount GA _T is calculated. Target intake air amount GA _T corresponding to the engine operating state is stored in the ROM of ECU7 in the form of a map. Further, the target opening theta ₂ of the throttle valve 4 based on the target intake air amount GA _T, which has been calculated based on the above is calculated. The target opening theta ₂ is stored in the ROM of ECU7 in the form of a map corresponding to the target intake air amount GA _T. Alternatively, the target opening theta _2, instead of calculating the target intake air amount GA _T, may be stored in the ROM of ECU7 in the form of a map in response to engine operating conditions.
[0016]
In step 13, the target opening deviation Δθ is calculated as Δθ = θ ₂ −θ ₁ . In this equation, θ ₂ is the target opening calculated when the current operation is executed, and θ ₁ is the target opening calculated when the previous operation is executed. Next, in step 14, the magnitude of the target opening deviation Δθ is determined. When Δθ is equal to or larger than a predetermined value α, the process proceeds to step 21 to perform feedforward control, and when Δθ is less than α, the process proceeds to step 15 to perform feedback control.
[0017]
First, the case where feedforward control is performed will be described. First, in step 21, it is determined whether or not the target opening θ ₂ is below an opening threshold θ _L determined by a method described later as a lower limit value of the target opening. When the target opening θ ₂ is less than the opening threshold θ _L , if the throttle valve 4 is moved to the target opening θ _{2 as} it is by feedforward control, a relatively large closing force due to intake air acts. As a result, the throttle valve closes abnormally. Accordingly, in step 22, the target opening degree θ ₂ is set to the opening degree threshold value θ _L or increased by a certain amount to prevent such abnormal valve closing.
[0018]
Next, in step 23, the target opening degree driving amount (driving duty) d with respect to θ _{2 is determined} with reference to a map (FIG. 3) showing the relationship between the opening degree (rotation angle) θ and the driving amount d stored in the ECU 7. calculate. After the drive amount d is calculated as described above, a voltage signal corresponding to the drive amount d is sent to the actuator 6 for driving. Accordingly, the actual opening theta is feedforward controlled as to coincide with the target opening theta _2.
[0019]
On the other hand, a case where feedback control is performed will be described. In step 15, it is determined whether the throttle sensor 5 is normal or malfunctioning. If it is determined that the throttle sensor 5 is normal, the routine proceeds to step 16 where feedback control is performed based on the deviation Δθ ′ between the actual opening and the target opening, and the throttle sensor 5 is broken. If it is determined, the process proceeds to step 17, and feedback control is performed based on the deviation between the estimated opening and the target opening.
[0020]
First, feedback control when the throttle sensor 5 is normal will be described. In step 16, first, the deviation Δθ ′ is calculated as θ ₂ −θ _A. In this equation, θ ₂ represents the target opening calculated at the time of execution of the current operation, and θ _A represents the current actual opening. Next, the drive amount d is calculated by PID control based on the calculated deviation Δθ ′. After the drive amount d is calculated as described above, a voltage signal corresponding to the drive amount d is sent to the actuator 6 for driving. As a result, the opening degree of the throttle valve 5 is feedback-controlled so that the actual opening degree θ matches the target opening degree θ ₂ .
[0021]
Next, feedback control at the time of failure of the throttle sensor will be described. In step 17, first, the current actual opening degree θ _B of the throttle valve 4 is estimated. When the EGR valve 13 disposed downstream of the throttle valve 4 is closed, there is a one-to-one relationship between the throttle valve opening θ and the intake air amount GA. Therefore, by detecting the intake air amount GA with an air flow meter, the throttle valve Although it is possible to estimate the actual opening theta _B of the valve, since it is related that the intake air amount GA the more recirculated exhaust amount from the EGR passage 12 is reduced when the EGR valve is open, the throttle In order to specify the actual opening θ _{B of the} valve, the actual opening θ of the throttle valve is taken into account the amount of intake air GA detected by the air flow meter and the amount of recirculated exhaust gas flowing from the EGR valve 13 downstream of the throttle valve 4. _B needs to be estimated. Therefore, the recirculation exhaust amount is estimated based on the pressure and temperature of the EGR valve opening sensor 14 and the EGR passage. Thus, the estimated opening degree θ _B is calculated based on the intake air amount GA stored in the ROM of the ECU 7 and the map corresponding to the recirculated exhaust air amount. Feedback control is performed using the estimated opening θ _B and the target opening θ ₂ calculated in this way. The deviation Δθ ″ is calculated as θ ₂ −θ _B. Thus, the drive amount d is calculated by PID control based on Δθ ″. Next, a voltage signal corresponding to the drive amount d is sent to the actuator 6 for driving. Thereby, the opening degree of the throttle valve 5 is feedback-controlled so that the estimated opening degree θ _B matches the target opening degree θ ₂ . In this way, even when the throttle opening sensor fails, the actual opening can be estimated based on the intake air amount and controlled relatively well.
[0022]
Next, the opening degree threshold described above will be described in more detail. The opening threshold value θ _L set as the lower limit of the target opening needs to be as small as possible in order to make the controllable opening range as wide as possible. Therefore, considering that the force that the throttle valve receives in the valve closing direction changes depending on the amount of air or the intake pipe pressure, when the force in the valve closing direction is large, that is, the amount of air It is necessary to set so that it increases when there is a large amount of air or when the intake pipe pressure is small.
[0023]
Therefore, in the present embodiment, the opening degree threshold value θ _L is calculated by multiplying a constant reference opening degree θ _Lbase by various correction coefficients. First, the air amount correction coefficient will be described. As shown in FIG. 4, the air amount correction coefficient _Ca is 1 when the reference air amount is appropriately determined, and tends to increase as the air amount increases. In this case, as in the opening-degree threshold theta _L the following formula (1), the reference angle threshold theta _Lbase obtained by multiplying the air amount correction coefficient C _a.
θ _L = θ _Lbase × C _a (1)
[0024]
Next, the intake pipe pressure correction coefficient will be described. As shown in FIG. 5, the intake pipe pressure correction coefficient _Cp is 1 at a suitably determined reference intake pipe pressure, and tends to decrease as the intake pipe pressure increases. In this case, the opening degree threshold value θ _L is obtained by multiplying the reference opening degree threshold value θ _Lbase by the intake pipe pressure correction coefficient C _p as shown in the following equation (2).
θ _L = θ _Lbase × C _p (2)
[0025]
Alternatively, the air amount correction coefficient C _a and the intake pipe pressure correction coefficient C _p may be multiplied at the same time. In this case, the opening degree threshold value θ _L is obtained by multiplying the reference opening degree threshold value θ _Lbase by the air amount correction coefficient C _a and the intake pipe pressure correction coefficient C _p as in the following equation (3).
θ _L = θ _Lbase × C _a × C _p (3)
Further, instead of the independent correction coefficients C _a and C _p , one correction coefficient that changes according to the air amount and the intake pipe pressure may be used. As shown in FIG. 6 may be calculated based on the two-dimensional map showing the relationship between the correction coefficient C ₁ and the air amount and the intake pipe pressure. In this case, the opening degree threshold value θ _L is obtained by multiplying the reference opening degree threshold value θ _Lbase by the correction coefficient C ₁ as in the following equation (4).
θ _L = θ _Lbase × C ₁ (4)
[0026]
Alternatively, the engine speed correction coefficient _Cne may be further determined in consideration that the throttle valve receives a force in the valve closing direction when the engine speed is high. As shown in FIG. 7, the engine speed correction coefficient C _ne is 1 at an appropriately determined reference speed, and tends to increase as the speed increases. When the engine speed correction coefficient _Cne is used in this way, the opening degree threshold value θ _L is expressed by the following equation (5).
θ _L = θ _Lbase × C _ne (5)
Further, when used in combination with another correction coefficient, for example, the following equation (6) is obtained.
θ _L = θ _Lbase × C _a × C _p × C _ne (6)
As described above, by setting the opening threshold value θ _L in consideration of the force applied to the throttle, the opening threshold value θ _L should be set as small as possible within a range in which it can be guaranteed that the throttle will not abnormally close. Thus, intake air amount control can be performed in a wide opening range.
[0027]
In the embodiment described above, when the throttle sensor 5 fails, feedback control is performed in step 16 based on the estimated opening θ _B and the target opening θ _{2. In} other embodiments, the throttle sensor 5 without the use of a 5, it is also possible to perform feedback control based on the deviation Δθ between the actual intake air amount GA and the target intake air amount GA _T '''. The target intake air amount GA _T adopts the value obtained in step 12, the actual intake air amount GA, as in the embodiment described above, directly detects the air flow meter 9.
[0028]
【The invention's effect】
Thus, according to the intake control device of the first aspect of the present invention, the throttle valve disposed in the intake passage of the engine and the actuator that drives the throttle valve are provided, and the target opening determined by the engine operating state is provided. In the intake control device that feedforward-controls the throttle valve based on the degree, when the target opening is below a predetermined threshold, the target opening is increased and corrected, and the throttle is adjusted based on the corrected target opening. Feed-forward control of the valve. As a result, the throttle valve is feedforward controlled to a small target opening, and a relatively large force due to intake air can be prevented from acting abnormally on the throttle valve.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an intake control device for an internal combustion engine according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating intake control of the internal combustion engine of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a drive amount and a rotation angle of a rotary solenoid torque motor.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an air amount and an air amount correction coefficient.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between intake pipe pressure and an intake pipe pressure correction coefficient.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an air amount and intake pipe pressure and a correction coefficient.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a rotation speed and a correction coefficient.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Intake passage 4 ... Throttle valve 6 ... Actuator

Claims

In an intake control device that includes a throttle valve disposed in an intake passage of an engine, and an actuator that drives the throttle valve, and controls the throttle valve based on a target opening determined by an engine operating state.
Opening degree detecting means for detecting the actual opening degree of the throttle valve, and fresh air amount estimating means for estimating the amount of fresh air supplied into the cylinder;
When the absolute value of the difference between the previous target opening and the target opening is less than a predetermined value, when the opening detection means is normal, the target opening and the opening detection means are detected. The throttle valve is feedback controlled based on the deviation from the actual opening, and when the opening detecting means fails, the actual opening is determined based on the fresh air amount estimated by the fresh air amount estimating means. Feedback control of the throttle valve,
When the absolute value of the difference between the previous target opening and the target opening is greater than or equal to a predetermined value, when the target opening falls below a predetermined threshold, the target opening is increased and corrected. Feed-forward control of the throttle valve based on the opening ,
The intake control device according to claim 1, wherein the threshold value is set so as to increase as the pressure in the intake pipe decreases .

In an intake control device that includes a throttle valve disposed in an intake passage of an engine, and an actuator that drives the throttle valve, and controls the throttle valve based on a target opening determined by an engine operating state.
A fresh air amount estimating means for estimating a fresh air amount supplied into the cylinder;
Deviation between the target fresh air amount determined by the engine operating condition and the estimated fresh air amount estimated by the new air amount estimating means when the absolute value of the difference between the previous target opening and the target opening is less than a predetermined value Feedback control of the throttle valve based on
When the absolute value of the difference between the previous target opening and the target opening is greater than or equal to a predetermined value, when the target opening falls below a predetermined threshold, the target opening is increased and corrected. Feed-forward control of the throttle valve based on the opening ,
The intake control device according to claim 1, wherein the threshold value is set so as to increase as the pressure in the intake pipe decreases .

The intake control device according to claim 1 or 2, wherein the threshold value is set so as to increase as the amount of air in the intake pipe increases .

The intake control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the threshold value is set so as to increase as the engine speed increases .