JPH11223146A - 空燃比制御装置 - Google Patents
空燃比制御装置Info
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- JPH11223146A JPH11223146A JP10026180A JP2618098A JPH11223146A JP H11223146 A JPH11223146 A JP H11223146A JP 10026180 A JP10026180 A JP 10026180A JP 2618098 A JP2618098 A JP 2618098A JP H11223146 A JPH11223146 A JP H11223146A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/047—Taking into account fuel evaporation or wall wetting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
- F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D41/1405—Neural network control
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 空燃比センサの入力項が無いＮＮ構成で、エ
ンジン始動時の過渡状態量を予測推定し、この推定値を
用いて始動時の燃料噴射量を算出して高精度な空燃比制
御を行うことができ、しかもエンジン過渡運転時におい
ても、外乱等の影響に左右されることなく安定した空燃
比制御を実現することのできる空燃比制御装置を提供す
ること。 【解決手段】 ＮＮエンジンモデルで求めた始動時付着
パラメータを、ＴＤＣ数に応じて与える時系列のデータ
マップとして取り扱う。
ンジン始動時の過渡状態量を予測推定し、この推定値を
用いて始動時の燃料噴射量を算出して高精度な空燃比制
御を行うことができ、しかもエンジン過渡運転時におい
ても、外乱等の影響に左右されることなく安定した空燃
比制御を実現することのできる空燃比制御装置を提供す
ること。 【解決手段】 ＮＮエンジンモデルで求めた始動時付着
パラメータを、ＴＤＣ数に応じて与える時系列のデータ
マップとして取り扱う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃式エンジンの
燃料噴射時に空燃比を制御する装置に関し、特にネット
ワーク自身に知識が蓄積され、ネットワーク自体が目的
や環境に適応して動作するニューラルネットワークを応
用してエンジンの空燃比を制御する空燃比制御装置の改
善に関するものである。
燃料噴射時に空燃比を制御する装置に関し、特にネット
ワーク自身に知識が蓄積され、ネットワーク自体が目的
や環境に適応して動作するニューラルネットワークを応
用してエンジンの空燃比を制御する空燃比制御装置の改
善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、空燃比制御は、空燃比センサであ
る０2 センサやリニア空燃比センサ（ＬＡＦセンサ）に
よるフィードバック制御が一般に行われており、アイド
ル時などの定常運転域で特に成果を納めている。しか
し、加減速などの過渡状態においては、センサ出力の応
答遅れにより、空燃比を目標空燃比に精度良く制御する
ことができない。また、これを補うためスロットル開度
等の機械的な変化に応じて、燃料の増量補正や減量補正
をしているが、噴射した燃料の全てが気筒内に流入する
のではなく、吸気管壁面や吸気バルブなどに付着し、ま
た付着した燃料から蒸発して気筒内に入ってくるものも
あるため、加減速時やエンジン始動時などの過渡状態に
おける空燃比を制御するのは困難である。
る０2 センサやリニア空燃比センサ（ＬＡＦセンサ）に
よるフィードバック制御が一般に行われており、アイド
ル時などの定常運転域で特に成果を納めている。しか
し、加減速などの過渡状態においては、センサ出力の応
答遅れにより、空燃比を目標空燃比に精度良く制御する
ことができない。また、これを補うためスロットル開度
等の機械的な変化に応じて、燃料の増量補正や減量補正
をしているが、噴射した燃料の全てが気筒内に流入する
のではなく、吸気管壁面や吸気バルブなどに付着し、ま
た付着した燃料から蒸発して気筒内に入ってくるものも
あるため、加減速時やエンジン始動時などの過渡状態に
おける空燃比を制御するのは困難である。
【０００３】特に、米国ＵＬＥＶ（Ultra Low Emission
Vehicle) 規制をクリアするためには、エンジン始動時
のＨＣ排出量が、全試験モード中の約８割を占めるの
で、該始動時の高精度な空燃比制御が不可欠である。
Vehicle) 規制をクリアするためには、エンジン始動時
のＨＣ排出量が、全試験モード中の約８割を占めるの
で、該始動時の高精度な空燃比制御が不可欠である。
【０００４】そこで、燃料の付着モデルを構築し、燃料
補正量を付着モデルの逆系より求めるものや、特許公開
平３−２３５７２３号公報に示すように、上記燃料付着
等の非線形要素をニューラルネットワーク（以後ＮＮと
略す）により学習させ、過渡状態時の応答性能の向上を
図ろうとするものがある。ＮＮは、簡単な計算を行う
「ユニット」が、重み付きの「方向性リンク」で結合さ
れてネットワークを構成し、それぞれのユニットは出力
をリンクを介して伝播して情報処理を行うものであり、
ネットワーク自身に知識が蓄積され、ネットワーク自体
が目的や環境に適応して動作することから、上記過渡時
の空燃比制御を高精度に行えることが期待できる。
補正量を付着モデルの逆系より求めるものや、特許公開
平３−２３５７２３号公報に示すように、上記燃料付着
等の非線形要素をニューラルネットワーク（以後ＮＮと
略す）により学習させ、過渡状態時の応答性能の向上を
図ろうとするものがある。ＮＮは、簡単な計算を行う
「ユニット」が、重み付きの「方向性リンク」で結合さ
れてネットワークを構成し、それぞれのユニットは出力
をリンクを介して伝播して情報処理を行うものであり、
ネットワーク自身に知識が蓄積され、ネットワーク自体
が目的や環境に適応して動作することから、上記過渡時
の空燃比制御を高精度に行えることが期待できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の空燃比制御装置
は以上のように構成されているが、通常、内燃式エンジ
ンにおいては、インジェクタより燃料を噴射しても、全
ての量が気筒内へ流入するのではなく、一部は吸気管壁
面に付着する。この付着量は運転状態（回転数や負荷
（吸入空気圧）等）や外部環境（吸入空気温度や冷却水
温、大気圧等）により複雑に変化し、また付着燃料から
蒸発して気筒内に流入する燃料量も、前記運転状態や外
部環境により変化する。そのため、気筒内に実際に流入
する燃料量を知ることができれば、特に過渡時に於て、
より正確な空燃比制御を行うことが可能となる。しか
し、前記付着モデル方式ではこの様な複雑な系を表現す
ることができず、近似でしか与えることができないた
め、過渡時において満足のいく空燃比制御を行うことが
できない。
は以上のように構成されているが、通常、内燃式エンジ
ンにおいては、インジェクタより燃料を噴射しても、全
ての量が気筒内へ流入するのではなく、一部は吸気管壁
面に付着する。この付着量は運転状態（回転数や負荷
（吸入空気圧）等）や外部環境（吸入空気温度や冷却水
温、大気圧等）により複雑に変化し、また付着燃料から
蒸発して気筒内に流入する燃料量も、前記運転状態や外
部環境により変化する。そのため、気筒内に実際に流入
する燃料量を知ることができれば、特に過渡時に於て、
より正確な空燃比制御を行うことが可能となる。しか
し、前記付着モデル方式ではこの様な複雑な系を表現す
ることができず、近似でしか与えることができないた
め、過渡時において満足のいく空燃比制御を行うことが
できない。
【０００６】また、前記ＮＮを用いた制御系では、複雑
な挙動を学習することができるが、汎化性のある推定値
を得るためには、ＮＮ入力項に空燃比センサ出力を設け
ることが必要であるが、極低温時やエンジン始動直後時
の空燃比センサ不活性時には、この空燃比センサ出力値
を入力データとして演算するＮＮを用いた補正制御を行
うことはできず、汎化性のある高精度な空燃比推定を行
うことは非常に困難であった。
な挙動を学習することができるが、汎化性のある推定値
を得るためには、ＮＮ入力項に空燃比センサ出力を設け
ることが必要であるが、極低温時やエンジン始動直後時
の空燃比センサ不活性時には、この空燃比センサ出力値
を入力データとして演算するＮＮを用いた補正制御を行
うことはできず、汎化性のある高精度な空燃比推定を行
うことは非常に困難であった。
【０００７】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、空燃比センサの入力項が無いＮ
Ｎ構成で、エンジン始動時の過渡状態量を予測推定し、
この推定値を用いて始動時の燃料噴射量を算出して高精
度な空燃比制御を行うことができ、しかもエンジン過渡
運転時においても、外乱等の影響に左右されることなく
安定した空燃比制御を実現することのできる空燃比制御
装置を提供することを目的とする。
ためになされたもので、空燃比センサの入力項が無いＮ
Ｎ構成で、エンジン始動時の過渡状態量を予測推定し、
この推定値を用いて始動時の燃料噴射量を算出して高精
度な空燃比制御を行うことができ、しかもエンジン過渡
運転時においても、外乱等の影響に左右されることなく
安定した空燃比制御を実現することのできる空燃比制御
装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１にか
かる空燃比制御装置は、内燃機関の燃料噴射時の空燃比
を制御する装置であって、エンジン始動時の燃料付着パ
ラメータをエンジン始動時からの時系列データとして格
納する付着パラメータマップと、上記時系列データとし
て与えられている付着パラメータを用い、エンジン始動
時の空燃比が目標空燃比となる燃料噴射量を算出する燃
料演算部とを備えたものである。
かる空燃比制御装置は、内燃機関の燃料噴射時の空燃比
を制御する装置であって、エンジン始動時の燃料付着パ
ラメータをエンジン始動時からの時系列データとして格
納する付着パラメータマップと、上記時系列データとし
て与えられている付着パラメータを用い、エンジン始動
時の空燃比が目標空燃比となる燃料噴射量を算出する燃
料演算部とを備えたものである。
【０００９】また、この発明の請求項２にかかる空燃比
制御装置は、上記請求項１記載の空燃比制御装置におい
て、上記付着パラメータマップの時系列データを、ニュ
ーラルネットワークエンジンモデルを用いて算出するも
のとしたものである。
制御装置は、上記請求項１記載の空燃比制御装置におい
て、上記付着パラメータマップの時系列データを、ニュ
ーラルネットワークエンジンモデルを用いて算出するも
のとしたものである。
【００１０】また、この発明の請求項３にかかる空燃比
制御装置は、内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御する
装置であって、エンジン定常運転時の基本付着パラメー
タを格納する定常付着パラメータマップと、エンジン過
渡運転時の付着パラメータ変化量をニューラルネットワ
ークより推定する過渡付着パラメータ推定部と、上記過
渡付着パラメータ推定部による推定された付着パラメー
タ変化量を用いて上記基本付着パラメータを補正する付
着パラメータ修正部と、上記修正された付着パラメータ
と、燃料付着モデルとから燃料噴射量を算出する燃料演
算部とを備えたものである。
制御装置は、内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御する
装置であって、エンジン定常運転時の基本付着パラメー
タを格納する定常付着パラメータマップと、エンジン過
渡運転時の付着パラメータ変化量をニューラルネットワ
ークより推定する過渡付着パラメータ推定部と、上記過
渡付着パラメータ推定部による推定された付着パラメー
タ変化量を用いて上記基本付着パラメータを補正する付
着パラメータ修正部と、上記修正された付着パラメータ
と、燃料付着モデルとから燃料噴射量を算出する燃料演
算部とを備えたものである。
【００１１】また、この発明の請求項４にかかる空燃比
制御装置は、内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御する
装置であって、エンジンの始動時付着パラメータを格納
するエンジン始動時付着パラメータマップと、エンジン
始動時の空燃比が目標空燃比となるように、上記エンジ
ン始動時付着パラメータを修正する付着パラメータ修正
係数を算出する修正係数算出部と、上記エンジン始動時
付着パラメータと、上記付着パラメータ修正係数と、燃
料付着モデルよりエンジン始動時燃料噴射量を算出する
燃料演算部とを備えたものである。
制御装置は、内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御する
装置であって、エンジンの始動時付着パラメータを格納
するエンジン始動時付着パラメータマップと、エンジン
始動時の空燃比が目標空燃比となるように、上記エンジ
ン始動時付着パラメータを修正する付着パラメータ修正
係数を算出する修正係数算出部と、上記エンジン始動時
付着パラメータと、上記付着パラメータ修正係数と、燃
料付着モデルよりエンジン始動時燃料噴射量を算出する
燃料演算部とを備えたものである。
【００１２】また、この発明の請求項５にかかる空燃比
制御装置は、上記請求項４記載の空燃比制御装置におい
て、上記修正係数算出部を、上記付着パラメータを修正
する修正係数をエンジン始動時ニューラルネットワーク
エンジンモデルを用いて演算するものとしたものであ
る。
制御装置は、上記請求項４記載の空燃比制御装置におい
て、上記修正係数算出部を、上記付着パラメータを修正
する修正係数をエンジン始動時ニューラルネットワーク
エンジンモデルを用いて演算するものとしたものであ
る。
【００１３】また、この発明の請求項６にかかる空燃比
制御装置は、上記請求項４記載の空燃比制御装置におい
て、上記修正係数を、エンジン始動時からの時系列デー
タで与えられているものとしたものである。
制御装置は、上記請求項４記載の空燃比制御装置におい
て、上記修正係数を、エンジン始動時からの時系列デー
タで与えられているものとしたものである。
【００１４】また、この発明の請求項７にかかる空燃比
制御装置は、上記請求項１記載の空燃比制御装置におい
て、上記燃料付着パラメータを、エンジン始動時からの
クランキングからの上死点位置（ＴＤＣ）位置検出信号
に基づいて上記気筒内爆発回数を時間軸とする時系列デ
ータとしたものである。
制御装置は、上記請求項１記載の空燃比制御装置におい
て、上記燃料付着パラメータを、エンジン始動時からの
クランキングからの上死点位置（ＴＤＣ）位置検出信号
に基づいて上記気筒内爆発回数を時間軸とする時系列デ
ータとしたものである。
【００１５】また、この発明の請求項８にかかる空燃比
制御装置は、上記請求項１記載の空燃比制御装置におい
て、上記燃料付着パラメータを、気筒内の圧力を検出す
る内圧センサを用いて検出された，エンジン始動時から
の気筒内爆発回数を時間軸とする時系列データとしたも
のである。
制御装置は、上記請求項１記載の空燃比制御装置におい
て、上記燃料付着パラメータを、気筒内の圧力を検出す
る内圧センサを用いて検出された，エンジン始動時から
の気筒内爆発回数を時間軸とする時系列データとしたも
のである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の空燃比制御装置に
ついて説明する。 実施の形態１．次に本発明の実施の形態１による空燃比
制御装置について説明する。既に述べたように、内燃機
関においては、噴射された燃料全てが気筒内に流入し燃
焼に寄与するわけではなく、その一部は吸気管壁面に付
着する。この付着量はエンジン暖機後の定常状態ではほ
ぼ一定であるため特に問題とはならないが、エンジン始
動直後などの過渡時等には問題となる。特に低温時のエ
ンジン始動時等は失火等を回避するために一般的に燃料
噴射量を通常よりも多く噴射されており、しかもエンジ
ン（吸気管）温度の上昇等、運転状態が急激に変化する
ため、燃料付着動特性も大きく変化する。このため、エ
ンジン始動時における空燃比を、目標空燃比とする燃料
噴射量制御を行うことが必要となる。
ついて説明する。 実施の形態１．次に本発明の実施の形態１による空燃比
制御装置について説明する。既に述べたように、内燃機
関においては、噴射された燃料全てが気筒内に流入し燃
焼に寄与するわけではなく、その一部は吸気管壁面に付
着する。この付着量はエンジン暖機後の定常状態ではほ
ぼ一定であるため特に問題とはならないが、エンジン始
動直後などの過渡時等には問題となる。特に低温時のエ
ンジン始動時等は失火等を回避するために一般的に燃料
噴射量を通常よりも多く噴射されており、しかもエンジ
ン（吸気管）温度の上昇等、運転状態が急激に変化する
ため、燃料付着動特性も大きく変化する。このため、エ
ンジン始動時における空燃比を、目標空燃比とする燃料
噴射量制御を行うことが必要となる。
【００１７】図１に、燃料付着の概念図を示す。図１
（ａ）において、１０は燃料を吸気管１１内に噴射する
燃料噴射ノズル（インジェクタ）、１３はその内部にピ
ストン１４を収納するシリンダブロック、１６はシリン
ダブロック１３に接続された排気管であり、ピストン１
４と吸気弁１２と排気弁１５によって囲まれたシリンダ
ブロック１３内の空間に燃焼室１７が形成されるように
なっている。図１（ｂ）に示すように、燃料噴射量をＧ
ｆ、前記燃料噴射量のうち気筒へ直接流入する比を表す
直接率をＸ、吸気管付着燃料量をＭｆ、この吸気管付着
燃料から蒸発し気筒へ流入する動特性を表現する蒸発時
定数をτ、気筒流入燃料量をＧｆｅとすると、燃料付着
モデルは次式で表現できる。
（ａ）において、１０は燃料を吸気管１１内に噴射する
燃料噴射ノズル（インジェクタ）、１３はその内部にピ
ストン１４を収納するシリンダブロック、１６はシリン
ダブロック１３に接続された排気管であり、ピストン１
４と吸気弁１２と排気弁１５によって囲まれたシリンダ
ブロック１３内の空間に燃焼室１７が形成されるように
なっている。図１（ｂ）に示すように、燃料噴射量をＧ
ｆ、前記燃料噴射量のうち気筒へ直接流入する比を表す
直接率をＸ、吸気管付着燃料量をＭｆ、この吸気管付着
燃料から蒸発し気筒へ流入する動特性を表現する蒸発時
定数をτ、気筒流入燃料量をＧｆｅとすると、燃料付着
モデルは次式で表現できる。
【００１８】
【数１】
【００１９】そして、上式を離散化し、吸気管付着量Ｍ
ｆを消去すると以下の燃料付着モデルが得られる。
ｆを消去すると以下の燃料付着モデルが得られる。
【００２０】
【数２】
【００２１】ここで、ａ＝Ｘ、ｂ＝１／τである。
【００２２】図２に、本発明のエンジン始動時ニューロ
エンジンモデルを用いたエンジン始動時吸気管付着モデ
ルのパラメータ導出方法の一例を示す。図において、Ｎ
Ｎ１は、出力が付着パラメータａ，ｂであるニューラル
ネットワークである。この出力であるａnn，ｂnnと、目
標気筒燃料流入量Ｇｆｅｔと、前記付着モデルＨ（ｚ）
とより、燃料噴射量Ｇｆを算出し、これを上記始動時ニ
ューロエンジンモデルより算出された目標空燃比となる
始動時燃料噴射量Ｇｆｎｎと比較し、この誤差がゼロと
なるようニューラルネットワークＮＮ１の結合係数を修
正、学習を行う。
エンジンモデルを用いたエンジン始動時吸気管付着モデ
ルのパラメータ導出方法の一例を示す。図において、Ｎ
Ｎ１は、出力が付着パラメータａ，ｂであるニューラル
ネットワークである。この出力であるａnn，ｂnnと、目
標気筒燃料流入量Ｇｆｅｔと、前記付着モデルＨ（ｚ）
とより、燃料噴射量Ｇｆを算出し、これを上記始動時ニ
ューロエンジンモデルより算出された目標空燃比となる
始動時燃料噴射量Ｇｆｎｎと比較し、この誤差がゼロと
なるようニューラルネットワークＮＮ１の結合係数を修
正、学習を行う。
【００２３】こうして求められたニューラルネットワー
クＮＮ１を用いた燃料噴射制御システムの構成図を図３
に示す。エンジン１０１より、ニューラルネットワーク
ＮＮ１の入力データとなる運転状態パラメータを検出
し、ニューラルネットワークＮＮ１の演算部１０２によ
り、推定付着パラメータａnn，ｂnnを算出し、この推定
付着パラメータと目標気筒燃料流入量Ｇｆｅｔとに基づ
いて、燃料演算部１０３により、空燃比が目標空燃比と
なる燃料噴射量Ｇｆを演算することができる。
クＮＮ１を用いた燃料噴射制御システムの構成図を図３
に示す。エンジン１０１より、ニューラルネットワーク
ＮＮ１の入力データとなる運転状態パラメータを検出
し、ニューラルネットワークＮＮ１の演算部１０２によ
り、推定付着パラメータａnn，ｂnnを算出し、この推定
付着パラメータと目標気筒燃料流入量Ｇｆｅｔとに基づ
いて、燃料演算部１０３により、空燃比が目標空燃比と
なる燃料噴射量Ｇｆを演算することができる。
【００２４】なお、算出された前記付着パラメータは、
得られたポイントを単に直線で結んだだけでは鋸歯形状
となるために、ローパスフィルタ等のフィルタを通す等
の処理を施すことにより平滑化し、滑らかな曲線形状を
有するものとすることで、気筒バラツキやノイズによる
誤差を小さくすることができる。
得られたポイントを単に直線で結んだだけでは鋸歯形状
となるために、ローパスフィルタ等のフィルタを通す等
の処理を施すことにより平滑化し、滑らかな曲線形状を
有するものとすることで、気筒バラツキやノイズによる
誤差を小さくすることができる。
【００２５】しかしながら、前述のようなＮＮを用いた
付着パラメータ導出方法では、毎回動作（演算）するオ
ンボードＮＮの安定性が保証できていないため、入力外
乱等により、ＮＮ出力である付着パラメータの急変によ
る制御性能劣化が起こる可能性がある。
付着パラメータ導出方法では、毎回動作（演算）するオ
ンボードＮＮの安定性が保証できていないため、入力外
乱等により、ＮＮ出力である付着パラメータの急変によ
る制御性能劣化が起こる可能性がある。
【００２６】そこで、本実施の形態１では、図４に示す
ように、付着パラメータテーブル１７３は、前述のニュ
ーラルネットワークＮＮで求めた各始動時付着パラメー
タを、エンジン始動時からの気筒内爆発回数に応じて与
える時系列のデータマップとし、この時系列データとし
て与えられる付着パラメータを用いて、燃料演算部１７
２により目標空燃比となる燃料噴射量Ｇｆを算出する構
成とする。例えば、該データマップを、エンジン１７１
を構成するピストンの始動時からのＴＤＣ（圧縮上死点
位置）数に応じて与える時系列のデータマップとするこ
とが考えられる。このＴＤＣを示す信号は、クランク角
センサを用いてパルス信号として得られるものである。
ように、付着パラメータテーブル１７３は、前述のニュ
ーラルネットワークＮＮで求めた各始動時付着パラメー
タを、エンジン始動時からの気筒内爆発回数に応じて与
える時系列のデータマップとし、この時系列データとし
て与えられる付着パラメータを用いて、燃料演算部１７
２により目標空燃比となる燃料噴射量Ｇｆを算出する構
成とする。例えば、該データマップを、エンジン１７１
を構成するピストンの始動時からのＴＤＣ（圧縮上死点
位置）数に応じて与える時系列のデータマップとするこ
とが考えられる。このＴＤＣを示す信号は、クランク角
センサを用いてパルス信号として得られるものである。
【００２７】このように本実施の形態１によれば、ＮＮ
エンジンモデルで求めた始動時付着パラメータを、ＴＤ
Ｃ数に応じて与える時系列のデータマップとして取り扱
うようにしたので、、エンジン始動時の外乱等の影響に
左右されることなく安定した空燃比制御を実現すること
ができる。
エンジンモデルで求めた始動時付着パラメータを、ＴＤ
Ｃ数に応じて与える時系列のデータマップとして取り扱
うようにしたので、、エンジン始動時の外乱等の影響に
左右されることなく安定した空燃比制御を実現すること
ができる。
【００２８】なお、上記時系列の付着パラメータマップ
を作成するに際して、クランク角センサを用いて検出し
たＴＤＣを時間軸とする場合について説明したが、気筒
内の圧力を測定するのに用いられる内圧センサを用いて
検出した気筒内爆発回数を時間軸とする時系列データと
してもよい。これにより、ＴＤＣ検出ではミスファイア
等の場合もカウントしてしまうのに対して、内圧センサ
を用いることで気筒内爆発を確実に検出することがで
き、より高精度で信頼性の高い空燃比制御を行うことが
できる。
を作成するに際して、クランク角センサを用いて検出し
たＴＤＣを時間軸とする場合について説明したが、気筒
内の圧力を測定するのに用いられる内圧センサを用いて
検出した気筒内爆発回数を時間軸とする時系列データと
してもよい。これにより、ＴＤＣ検出ではミスファイア
等の場合もカウントしてしまうのに対して、内圧センサ
を用いることで気筒内爆発を確実に検出することがで
き、より高精度で信頼性の高い空燃比制御を行うことが
できる。
【００２９】実施の形態２．次に、本発明の実施の形態
２による空燃比制御装置について説明する。上述のよう
なＮＮを用いた吸気管付着パラメータ導出方法では、オ
ンボードＮＮの安定性が保証できていないため、入力外
乱等によりＮＮ出力である付着パラメータの急変による
制御性能劣化が起こる可能性がある。また、前述のよう
に、ＮＮにより導出した吸気管付着パラメータのテーブ
ル化を行う構成により、上記問題を解決することができ
るが、エンジンの運転過渡状態に対する空燃比制御のタ
フネス性（安定性）が劣化するという問題がある。
２による空燃比制御装置について説明する。上述のよう
なＮＮを用いた吸気管付着パラメータ導出方法では、オ
ンボードＮＮの安定性が保証できていないため、入力外
乱等によりＮＮ出力である付着パラメータの急変による
制御性能劣化が起こる可能性がある。また、前述のよう
に、ＮＮにより導出した吸気管付着パラメータのテーブ
ル化を行う構成により、上記問題を解決することができ
るが、エンジンの運転過渡状態に対する空燃比制御のタ
フネス性（安定性）が劣化するという問題がある。
【００３０】そこで、本実施の形態２では、図５に示す
ように、実験により求めたマップデータ（Ｎｅ，Ｐｂ，
ＴＷ，ＴＡマップ）としてエンジン１８１の定常時の付
着パラメータ（基本付着パラメータ）ａ，ｂを格納し、
運転状態に応じてこれらパラメータを出力する定常付着
パラメータマップ１８３と、エンジンの過渡時の付着パ
ラメータ変化量をＮＮにより推定する過渡付着パラメー
タ推定部１８２と、前記付着パラメータａ，ｂの変化量
推定値△ａnn，△ｂnnを用いて、前記基本付着パラメー
タａ，ｂを補正して修正された付着パラメータａ* ，ｂ
* を出力する付着パラメータ修正部１８４と、この修正
された付着パラメータａ* ，ｂ* と吸気管付着モデルと
から燃料噴射量Ｇｆを算出する燃料演算部１８５とによ
り、エンジン始動時の空燃比を目標空燃比に制御するこ
とができる。
ように、実験により求めたマップデータ（Ｎｅ，Ｐｂ，
ＴＷ，ＴＡマップ）としてエンジン１８１の定常時の付
着パラメータ（基本付着パラメータ）ａ，ｂを格納し、
運転状態に応じてこれらパラメータを出力する定常付着
パラメータマップ１８３と、エンジンの過渡時の付着パ
ラメータ変化量をＮＮにより推定する過渡付着パラメー
タ推定部１８２と、前記付着パラメータａ，ｂの変化量
推定値△ａnn，△ｂnnを用いて、前記基本付着パラメー
タａ，ｂを補正して修正された付着パラメータａ* ，ｂ
* を出力する付着パラメータ修正部１８４と、この修正
された付着パラメータａ* ，ｂ* と吸気管付着モデルと
から燃料噴射量Ｇｆを算出する燃料演算部１８５とによ
り、エンジン始動時の空燃比を目標空燃比に制御するこ
とができる。
【００３１】このように本実施の形態２によれば、エン
ジン定常時の付着パラメータ（基本付着パラメータ）を
実験により求めたマップデータ（Ｎｅ，Ｐｂ，ＴＷ，Ｔ
Ａマップ）として与え、エンジン運転時の過渡時にＮＮ
により推定して得られた過渡時付着パラメータを用いて
上記基本付着パラメータを補正して用いるようにしたの
で、実施の形態１のように時系列データからなるパラメ
ータマップのみを用いて制御する場合に比べて、エンジ
ンの過渡時における空燃比の推定精度が向上し、エンジ
ンの運転過渡状態に対する空燃比制御のタフネス性（安
定性）を向上させることができる。
ジン定常時の付着パラメータ（基本付着パラメータ）を
実験により求めたマップデータ（Ｎｅ，Ｐｂ，ＴＷ，Ｔ
Ａマップ）として与え、エンジン運転時の過渡時にＮＮ
により推定して得られた過渡時付着パラメータを用いて
上記基本付着パラメータを補正して用いるようにしたの
で、実施の形態１のように時系列データからなるパラメ
ータマップのみを用いて制御する場合に比べて、エンジ
ンの過渡時における空燃比の推定精度が向上し、エンジ
ンの運転過渡状態に対する空燃比制御のタフネス性（安
定性）を向上させることができる。
【００３２】なお、エンジンの過渡時の付着パラメータ
変化量をＮＮにより推定するようにしたが、上記付着パ
ラメータ変化量推定値△ａnn，△ｂnnは時系列データで
与える構成としてもよい。
変化量をＮＮにより推定するようにしたが、上記付着パ
ラメータ変化量推定値△ａnn，△ｂnnは時系列データで
与える構成としてもよい。
【００３３】実施の形態３．次に、本発明の実施の形態
３による空燃比制御装置について説明する。上述のよう
なＮＮを用いた吸気管付着パラメータ導出方法では、オ
ンボードＮＮの安定性が保証できていないため、入力外
乱等によりＮＮ出力である付着パラメータの急変による
制御性能劣化が起こる可能性がある。また、前述のよう
に、ＮＮにより導出した吸気管付着パラメータのテーブ
ル化を行う構成により上記問題を解決することができる
が、エンジンの運転過渡状態に対する空燃比制御のタフ
ネス性（安定性）が劣化するという問題がある。
３による空燃比制御装置について説明する。上述のよう
なＮＮを用いた吸気管付着パラメータ導出方法では、オ
ンボードＮＮの安定性が保証できていないため、入力外
乱等によりＮＮ出力である付着パラメータの急変による
制御性能劣化が起こる可能性がある。また、前述のよう
に、ＮＮにより導出した吸気管付着パラメータのテーブ
ル化を行う構成により上記問題を解決することができる
が、エンジンの運転過渡状態に対する空燃比制御のタフ
ネス性（安定性）が劣化するという問題がある。
【００３４】そこで、本実施の形態３では、図６に示す
ように、始動時空燃比が目標空燃比となるように、始動
時付着パラメータを修正する修正係数Ｋａnn，Ｋｂnnを
算出する修正係数算出部１９２と、前記基本付着パラメ
ータａ，ｂと、前記修正係数Ｋａnn，Ｋｂnnと、燃料付
着モデルより始動時燃料噴射量を算出する燃料演算部１
９３により、始動時空燃比を目標空燃比とする制御を可
能としている。
ように、始動時空燃比が目標空燃比となるように、始動
時付着パラメータを修正する修正係数Ｋａnn，Ｋｂnnを
算出する修正係数算出部１９２と、前記基本付着パラメ
ータａ，ｂと、前記修正係数Ｋａnn，Ｋｂnnと、燃料付
着モデルより始動時燃料噴射量を算出する燃料演算部１
９３により、始動時空燃比を目標空燃比とする制御を可
能としている。
【００３５】前記修正係数Ｋａnn，Ｋｂnnは、吸気管付
着モデルとニューロエンジンモデルより求めた目標燃料
噴射量Ｇｆｎｎとにより算出することができる。また、
前記燃料演算部１９３で用いられる付着パラメータａn
n，ｂnnは、例えば、次式により与えられる。
着モデルとニューロエンジンモデルより求めた目標燃料
噴射量Ｇｆｎｎとにより算出することができる。また、
前記燃料演算部１９３で用いられる付着パラメータａn
n，ｂnnは、例えば、次式により与えられる。
【００３６】
【数３】
【００３７】また、前記修正係数算出部１９２におい
て、付着パラメータを修正する修正係数を、エンジン始
動時からの時系列データとして与える構成としてもよ
い。
て、付着パラメータを修正する修正係数を、エンジン始
動時からの時系列データとして与える構成としてもよ
い。
【００３８】このように本実施の形態３によれば、エン
ジン始動時の付着パラメータの修正係数を求め、これに
より修正された付着パラメータを用いることにより、実
施の形態１のように時系列データからなるパラメータマ
ップのみを用いて制御する場合に比べて、エンジンの過
渡時における空燃比の推定精度が向上し、エンジンの運
転過渡状態に対する空燃比制御のタフネス性（安定性）
を向上させることができる。
ジン始動時の付着パラメータの修正係数を求め、これに
より修正された付着パラメータを用いることにより、実
施の形態１のように時系列データからなるパラメータマ
ップのみを用いて制御する場合に比べて、エンジンの過
渡時における空燃比の推定精度が向上し、エンジンの運
転過渡状態に対する空燃比制御のタフネス性（安定性）
を向上させることができる。
【００３９】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる空燃比制
御装置によれば、ニューラルネットワークエンジンモデ
ルで求めた始動時付着パラメータを時系列データ（テー
ブル値）として与えるようにしたので、エンジン始動時
の外乱等の影響に左右されることなく、安定した空燃比
制御を実現することができるという効果がある。
御装置によれば、ニューラルネットワークエンジンモデ
ルで求めた始動時付着パラメータを時系列データ（テー
ブル値）として与えるようにしたので、エンジン始動時
の外乱等の影響に左右されることなく、安定した空燃比
制御を実現することができるという効果がある。
【００４０】また、ニューラルネットワークエンジンモ
デルを用いて過渡時の基本付着パラメータ修正係数を求
める構成としたので、運転状態が変化しても、良好な空
燃比制御性能を得ることができるという効果がある。
デルを用いて過渡時の基本付着パラメータ修正係数を求
める構成としたので、運転状態が変化しても、良好な空
燃比制御性能を得ることができるという効果がある。
【００４１】また、エンジン始動時の付着パラメータ修
正係数を求めることにより、エンジン始動時のような運
転状態が変化する場合でも、安定して制御性能を得るこ
とができ、タフネス性を向上することができるという効
果がある。
正係数を求めることにより、エンジン始動時のような運
転状態が変化する場合でも、安定して制御性能を得るこ
とができ、タフネス性を向上することができるという効
果がある。
【図１】本発明の実施の形態１による空燃比制御装置に
おいて用いられる吸気管燃料付着モデルを説明するため
の図である。
おいて用いられる吸気管燃料付着モデルを説明するため
の図である。
【図２】上記実施の形態１による空燃比制御装置による
吸気管付着パラメータの導出方法を説明するための図で
ある。
吸気管付着パラメータの導出方法を説明するための図で
ある。
【図３】ＮＮを用いて空燃比制御を行う際の装置のブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】上記実施の形態１による、時系列データとして
与えられる付着パラメータ係数を用いて空燃比制御を行
う空燃比制御装置の機能ブロック図である。
与えられる付着パラメータ係数を用いて空燃比制御を行
う空燃比制御装置の機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２による空燃比制御装置の
機能ブロック図である。
機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３による空燃比制御装置の
機能ブロック図である。
機能ブロック図である。
１０ 燃料噴射ノズル １１ 吸気管 １２ 吸気弁 １３ シリンダブロック １４ ピストン １５ 排気弁 １６ 排気管 １７ 燃焼室 １７１，１８１，１９１ エンジン １７２，１８５ 燃料演算部 １７３ 付着パラメータテーブル １８２ 過渡付着パラメータ推定部 １８３ 定常付着パラメータマップ １８４ 付着パラメータ修正部 １９２ 修正係数算出部 １９３ 始動燃料演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 徹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 黒川 直洋 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 加藤 彰 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御す
る装置であって、 エンジン始動時の燃料付着パラメータをエンジン始動時
からの時系列データとして格納する付着パラメータマッ
プと、 上記時系列データとして与えられている付着パラメータ
を用い、エンジン始動時の空燃比が目標空燃比となる燃
料噴射量を算出する燃料演算部とを備えたことを特徴と
する空燃比制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の空燃比制御装置におい
て、 上記付着パラメータマップの時系列データは、ニューラ
ルネットワークエンジンモデルを用いて算出するもので
あることを特徴とする空燃比制御装置。 - 【請求項３】 内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御す
る装置であって、 エンジン定常運転時の基本付着パラメータを格納する定
常付着パラメータマップと、 エンジン過渡運転時の付着パラメータ変化量をニューラ
ルネットワークより推定する過渡付着パラメータ推定部
と、 上記過渡付着パラメータ推定部による推定された付着パ
ラメータ変化量を用いて上記基本付着パラメータを補正
する付着パラメータ修正部と、 上記修正された基本付着パラメータと、燃料付着モデル
とから燃料噴射量を算出する燃料演算部とを備えたこと
を特徴とする空燃比制御装置。 - 【請求項４】 内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御す
る装置であって、 エンジン始動時の付着パラメータを格納するエンジン始
動時付着パラメータマップと、 エンジン始動時の空燃比が目標空燃比となるように、上
記エンジン始動時付着パラメータを修正する付着パラメ
ータ修正係数を算出する修正係数算出部と、 上記エンジン始動時付着パラメータと、上記付着パラメ
ータ修正係数と、燃料付着モデルよりエンジン始動時燃
料噴射量を算出する燃料演算部とを備えたことを特徴と
する空燃比制御装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の空燃比制御装置におい
て、 上記修正係数算出部は、上記付着パラメータを修正する
修正係数をエンジン始動時ニューラルネットワークエン
ジンモデルを用いて演算するものであることを特徴とす
る空燃比制御装置。 - 【請求項６】 請求項４記載の空燃比制御装置におい
て、 上記修正係数は、エンジン始動時からの時系列データで
与えられているものであることを特徴とする空燃比制御
装置。 - 【請求項７】 請求項１記載の空燃比制御装置におい
て、 上記燃料付着パラメータは、エンジン始動時からのクラ
ンキングからの上死点位置（ＴＤＣ）検出信号に基づい
て上記気筒内爆発回数を時間軸とする時系列データであ
ることを特徴とする空燃比制御装置。 - 【請求項８】 請求項１記載の空燃比制御装置におい
て、 上記燃料付着パラメータは、気筒内の圧力を検出する内
圧センサを用いて検出された，エンジン始動時からの気
筒内爆発回数を時間軸とする時系列データであることを
特徴とする空燃比制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10026180A JPH11223146A (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 空燃比制御装置 |
| US09/245,022 US6223121B1 (en) | 1998-02-06 | 1999-02-05 | Air-to-fuel ratio control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10026180A JPH11223146A (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11223146A true JPH11223146A (ja) | 1999-08-17 |
Family
ID=12186335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10026180A Withdrawn JPH11223146A (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11223146A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2898936A1 (fr) * | 2006-03-24 | 2007-09-28 | Renault Sas | Procede d'estimation de la richesse d'un melange air/carburant |
| DE112010005592T5 (de) | 2010-05-25 | 2013-03-07 | Toyota Jidosha K.K. | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
-
1998
- 1998-02-06 JP JP10026180A patent/JPH11223146A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2898936A1 (fr) * | 2006-03-24 | 2007-09-28 | Renault Sas | Procede d'estimation de la richesse d'un melange air/carburant |
| DE112010005592T5 (de) | 2010-05-25 | 2013-03-07 | Toyota Jidosha K.K. | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
| US8515649B2 (en) | 2010-05-25 | 2013-08-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injection device for internal combustion engine |
| DE112010005592B4 (de) * | 2010-05-25 | 2015-06-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060919 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060925 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061117 |