DE102020101721B9

DE102020101721B9 - Anomaliedetektionssystem für motorkühlwasserrezirkulationssystem

Info

Publication number: DE102020101721B9
Application number: DE102020101721.9A
Authority: DE
Inventors: Harufumi Muto; Akihiro Katayama; Yosuke Hashimoto; Junji HYODO
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2023-12-28
Anticipated expiration: 2040-01-25
Also published as: DE102020101721A1; JP6687144B1; US20200300156A1; CN111720202A; CN111720202B; JP2020153270A; US11174777B2; DE102020101721B4

Abstract

Anomaliedetektionssystem eines Motorkühlwasserrezirkulationssystems, umfassend:einen Kühlergrill (50), der in der Lage ist, einen laufenden Luftdurchfluss einzustellen, der von außerhalb eines Fahrzeugs zum Umfeld eines Motorkörpers (1) einströmt,eine Klimaanlageneinrichtung (61), die ein für die Klimaanlage verwendetes Heizelement (65), dem Motorkühlwasser zugeführt wird, und ein Gebläse (63), das Luft zum für die Klimaanlage verwendeten Heizelement (65) bläst, damit erwärmte Luft aus dem für die Klimaanlage verwendeten Heizelement (65) herausströmt, aufweist, undein Motorkühlwasserrezirkulationssystem,wobei das Motorkühlwasserrezirkulationssystem Folgendes umfasst: eine Wasserpumpe (27), einen Kühlwasserhauptrezirkulationskanal (74), durch den Kühlwasser, das aus der Wasserpumpe (27) herausströmt, durch einen Wassermantel (13, 14) und einen Radiator (28) im Motorkörper (1) zur Wasserpumpe (27) zurückläuft, einen Kühlwasserunterrezirkulationskanal (90), durch den Kühlwasser, das aus der Wasserpumpe (27) herausströmt, durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) zur Wasserpumpe (27) zurückläuft, einen Bypasskanal (75), der vom Kühlwasserhauptrezirkulationskanal (74) abzweigt und den Radiator (28) überbrückt, und einen Thermostat (78), der einen Kühlwasserdurchfluss einstellt, der vom Kühlwasserhauptrezirkulationskanal (74) und dem Bypasskanal (75) zur Wasserpumpe (27) zurückläuft, wobei eine Anomalie im Motorkühlwasserrezirkulationssystem auf Basis einer Motorkühlwassertemperatur detektiert wird, wobeivier gelernte neuronale Netze (150A, 150B, 150C und 150D) gespeichert sind, die durch Verwenden von wenigstens fünf Parametern ermittelt werden, die aus folgenden bestehen: einer Motorkühlwassertemperatur zum Zeitpunkt des Motorstarts, einer in den Motor aufgenommenen Luftmenge, einer in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge, einer Außentemperatur und einer Fahrzeuggeschwindigkeit als Eingabeparameter der neuronalen Netze (150A, 150B, 150C und 150D), und durch Verwenden eines gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur als Trainingsdaten, um Gewichte für vier Zustände zu lernen, die folgende umfassen: einen Zustand, in dem der Kühlergrill (50) geschlossen ist und die durch das Gebläse (63) geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) zirkuliert, einen Zustand, in dem der Kühlergrill (50) geöffnet ist und die durch das Gebläse (63) geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) zirkuliert, einen Zustand, in dem der Kühlergrill (50) geschlossen ist und die durch das Gebläse (63) geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) zirkuliert, und einen Zustand, in dem der Kühlergrill (50) geöffnet ist und die durch das Gebläse (63) geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) zirkuliert,wobei die Motorkühlwassertemperatur aus den fünf Parametern unter Verwendung irgendeines der gelernten neuronalen Netze (150A, 150B, 150C und 150D), das einem aktuellen Zustand des Kühlergrills (50) und einem Zirkulationszustand der durch das Gebläse (63) in das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) geblasenen Luft entspricht, unter den vier gelernten neuronalen Netzen (150A, 150B, 150C und 150D) geschätzt wird, undwobei eine Anomalie des Motorkühlwasserrezirkulationssystems auf Basis eines geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur detektiert wird.

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Anomaliedetektionssystem für ein Motorkühlwasserrezirkulationssystem.
HINTERGRUND
Im Fachgebiet ist ein Verbrennungsmotor bekannt, der Änderungen in der Motorkühlwassertemperatur nach dem Motorstart anhand der Motordrehzahl, der Kraftstoffeinspritzmenge, der Außentemperatur, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Öffnungsgrads eines AGR-Steuerventils prognostiziert und eine Anomalie beim Betrieb eines Thermostats detektiert, der Kühlwasser auf Basis dieser prognostizierten Wassertemperatur einstellt (siehe zum Beispiel die japanische Patentanmeldung JP 2012- 127 324 A ). Falls Gewichte eines neuronalen Netzes, das die Motordrehzahl, die Kraftstoffeinspritzmenge, die Außentemperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Öffnungsgrad eines AGR-Steuerventils als Eingabeparameter des neuronalen Netzes verwendet, gelernt werden und ein gemessener Wert der Motorkühlwassertemperatur als Trainingsdaten verwendet wird, ist es in diesem Fall möglich, einen prognostizierten Wert der Motorkühlwassertemperatur mit hoher Genauigkeit zu ermitteln. Aus der DE 199 02 923 A1 ist ein Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Kühlsystems einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei unter Verwendung von den Betriebszustand der Brennkraftmaschine repräsentierenden Größen zu wenigstens einer die Temperaturbedingungen an wenigstens einem Wärmetauscher des Kühlsystems repräsentierenden Größe ein Erwartungswert abgeleitet wird, wobei der wenigstens eine Erwartungswert mit einem zugehörigen Wert der gemessenen Temperatur verglichen wird, wobei aus einer Abweichung des Erwartungswertes von dem zugehörigen Wert der gemessenen Temperatur auf eine Funktionsstörung geschlossen wird, wobei der Erwartungswert unter Verwendung eines neuronalen Netzes gewonnen wird, das anhand einer typgleichen Brennkraftmaschine mit ordnungsgemäßem Kühlsystem trainiert wurde. Ebenso ist es möglich, die wenigstens eine Temperaturbedingung ebenfalls als Eingangsgröße dem entsprechend trainierten neuronalen Netz zuzuführen, um den Grad der Schädigung oder die Art der Schädigung eines Kühlsystems ableiten zu können.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Im Fall der Bereitstellung eines Kühlergrills, der in der Lage ist, einen laufenden Luftdurchfluss einzustellen, der von außerhalb eines Fahrzeugs um einen Motorkörper herum strömt, und im Fall der Bereitstellung einer Klimaanlageneinrichtung, die Folgendes aufweist: ein für die Klimaanlage verwendetes Heizelement, dem Motorkühlwasser zugeführt wird, und ein Gebläse, um Luft zum für die Klimaanlage verwendeten Heizelement zu blasen, damit erwärmte Luft aus dem für die Klimaanlage verwendeten Heizelement herausströmt, schwankt in dieser Hinsicht die Motorkühlwassertemperatur entsprechend dem Öffnungszustand des Kühlergrills und dem Betriebszustand der Klimaanlageneinrichtung stark.
Falls auf diese Art die Motorkühlwassertemperatur stark schwankt, ist es schwierig, selbst falls ein Betriebszustand des Kühlergrills und ein Betriebszustand der Klimaanlageneinrichtung zu den Eingabeparametern des neuronalen Netzes hinzugefügt werden, Gewichte eines neuronalen Netzes zu lernen, um in der Lage zu sein, die Motorkühlwassertemperatur für Änderungen im Betriebszustand des Kühlergrills oder des Betriebszustands der Klimaanlageneinrichtung exakt zu prognostizieren. Daher besteht das Problem, dass es nicht möglich ist, die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur präzise zu prognostizieren, indem lediglich der Betriebszustand des Kühlergrills und der Betriebszustand des Gebläses zu den Eingabeparametern eines neuronalen Netzes hinzugefügt werden.
Um das oben genannte Problem zu lösen, wird entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Anomaliedetektionssystem eines Motorkühlwasserrezirkulationssystems bereitgestellt, das Folgendes umfasst:

einen Kühlergrill, der in der Lage ist, einen laufenden Luftdurchfluss einzustellen, der von außerhalb eines Fahrzeugs zum Umfeld eines Motorkörpers einströmt,
eine Klimaanlageneinrichtung, die ein für die Klimaanlage verwendetes Heizelement, dem Motorkühlwasser zugeführt wird, und ein Gebläse, das Luft zum für die Klimaanlage verwendeten Heizelement bläst, damit erwärmte Luft aus dem für die Klimaanlage verwendeten Heizelement herausströmt, aufweist, und
ein Motorkühlwasserrezirkulationssystem,
wobei das oben erwähnte Motorkühlwasserrezirkulationssystem Folgendes umfasst: eine Wasserpumpe, einen Kühlwasserhauptrezirkulationskanal, durch den Kühlwasser, das aus der Wasserpumpe herausströmt, durch einen Wassermantel und einen Radiator im Motorkörper zur Wasserpumpe zurückläuft, einen Kühlwasserunterrezirkulationskanal, durch den Kühlwasser, das aus der Wasserpumpe herausströmt, durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement zur Wasserpumpe zurückläuft, einen Bypasskanal, der vom Kühlwasserhauptrezirkulationskanal abzweigt und den Radiator überbrückt, und einen Thermostat, der einen Kühlwasserdurchfluss einstellt, der vom Kühlwasserhauptrezirkulationskanal und dem Bypasskanal zur Wasserpumpe zurückläuft, wobei eine Anomalie im Motorkühlwasserrezirkulationssystem auf Basis einer Motorkühlwassertemperatur detektiert wird, wobei
vier gelernte neuronale Netze gespeichert sind, die durch Verwenden von wenigstens fünf Parametern ermittelt werden, die aus folgenden bestehen: einer Motorkühlwassertemperatur zum Zeitpunkt des Motorstarts, einer in den Motor aufgenommenen Luftmenge, einer in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge, einer Außentemperatur und einer Fahrzeuggeschwindigkeit als Eingabeparameter der neuronalen Netze, und durch Verwenden eines gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur als Trainingsdaten, um Gewichte für vier Zustände zu lernen, die folgende umfassen: einen Zustand, in dem der Kühlergrill geschlossen ist und die durch das Gebläse geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement zirkuliert, einen Zustand, in dem der Kühlergrill geöffnet ist und die durch das Gebläse geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement zirkuliert, einen Zustand, in dem der Kühlergrill geschlossen ist und die durch das Gebläse geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement zirkuliert, und einen Zustand, in dem der Kühlergrill geöffnet ist und die durch das Gebläse geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement zirkuliert,
wobei die Motorkühlwassertemperatur aus den oben erwähnten fünf Parametern unter Verwendung irgendeines der gelernten neuronalen Netze, das einem aktuellen Zustand des Kühlergrills und einem Zirkulationszustand der durch das Gebläse in das für die Klimaanlage verwendete Heizelement geblasenen Luft entspricht, unter den vier gelernten neuronalen Netzen geschätzt wird und
wobei eine Anomalie des Motorkühlwasserrezirkulationssystems auf Basis eines geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur detektiert wird.

Durch Verwenden von vier gelernten neuronalen Netzen, welche die Gewichte für die vier Zustände lernen, die folgende umfassen: einen Zustand, in dem der Kühlergrill geschlossen ist und die durch das Gebläse geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement zirkuliert, einen Zustand, in dem der Kühlergrill geöffnet ist und die durch das Gebläse geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement zirkuliert, einen Zustand, in dem der Kühlergrill geschlossen ist und die durch das Gebläse geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement zirkuliert, und einen Zustand, in dem der Kühlergrill geöffnet ist und die durch das Gebläse geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement zirkuliert, wird es möglich, die Motorkühlwassertemperatur mit hoher Genauigkeit zu prognostizieren.
KURZE BESCHREIBUNG VON ZEICHNUNGEN

Die 1 ist eine Gesamtansicht des Umfelds eines Verbrennungsmotors.
Die 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht des in der 1 gezeigten Verbrennungsmotors.
Die 3 ist eine perspektivische Ansicht der Vorderseite eines Fahrzeugs.
Die 4 eine Seitenansicht einer schematisch veranschaulichten Klimaanlageneinrichtung.
Die 5 ist eine Gesamtansicht eines Motorkühlwasserrezirkulationssystems.
Die 6A und die 6B sind Ansichten, um den Betriebs eines Thermostats zu erklären.
Die 7 ist eine Ansicht, um den Betrieb eines Thermostats und eines Multifunktionsventils zu erklären.
Die 8 ist eine Ansicht, die eine AGR-Rate zeigt.
Die 9 ist ein Flussdiagramm zum Durchführen der Betriebssteuerung.
Die 10 ist eine Ansicht, die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur zeigt.
Die 11 ist eine Ansicht, die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur zeigt.
Die 12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für neuronales Netz zeigt.
Die 13 ist eine Ansicht, die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur zeigt.
Die 14 ist eine Ansicht, die ein neuronales Netz zeigt, das in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die 15 ist eine Ansicht, die eine Liste von Eingabeparametern zeigt.
Die 16 ist eine Ansicht, die einen Trainingsdatensatz zeigt.
Die 17A, 17B, 17C und 17D sind Ansichten, die neuronale Netze zeigen.
Die 18 ist eine Ansicht zum Erklären eines Lernverfahrens.
Die 19 ist ein Flussdiagramm für das Durchführen der Lernverarbeitung.
Die 20 ist ein Flussdiagramm für das Lesen von Daten in der elektronischen Steuereinheit.
Die 21 ist eine Ansicht, die Änderungen einer Motorkühlwassertemperatur zeigt.
Die 22 ist ein Flussdiagramm für das Durchführen der Verarbeitung zum Setzen eines Fehlerdiagnosemerkers.
Die 23 ist ein Flussdiagramm für die Fehlerdiagnose.
Die 24 ist ein Flussdiagramm für die Fehlerdiagnose.
Die 25 ist eine Ansicht, die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur zeigt.
Die 26 ist ein Flussdiagramm für die Fehlerdiagnose.
Die 27 ist ein Flussdiagramm für die Fehlerdiagnose.
Die 28 ist ein Flussdiagramm für die Fehlerdiagnose.
Die 29 ist eine Ansicht, die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur zeigt.
Die 30 ist ein Flussdiagramm für das Detektieren einer Ventilschließanomalie eines Multifunktionsventils.
Die 31 ist ein Flussdiagramm für das Detektieren einer Ventilschließanomalie eines Multifunktionsventils.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Gesamtausbildungsform des Verbrennungsmotors
Die 1 zeigt eine Gesamtansicht des Umfelds eines Verbrennungsmotors, während die 2 eine seitliche Querschnittsansicht eines Verbrennungsmotors zeigt. Falls Bezug auf die 2 genommen wird: 1 gibt einen Motorkörper an, 2 einen Zylinderblock, 3 einen Zylinderkopf, 4 einen Kolben, der sich im Inneren des Zylinderblocks 2 hin- und herbewegt, 5 eine Brennkammer, 6 ein Einlassventil, 7 eine Einlassöffnung, 8 ein Auslassventil, 9 eine Auslassöffnung, 10 ein Kraftstoffeinspritzventil zum Versorgen der Brennkammer 5 mit Kraftstoff, zum Beispiel Benzin, 11 eine Zündkerze, die im Inneren der Brennkammer 5 angeordnet ist, und 12 einen variablen Ventilzeiteinstellmechanismus zum Steuern der Öffnungszeiteinstellung des Auslassventils 8. Wie in der 2 gezeigt wird, ist im Inneren des Zylinderblocks 2 ein Wassermantel 13 gebildet. Im Inneren des Zylinderkopfes 3 ist ein Wassermantel 14 gebildet.
Mit Bezug auf die 1 und die 2: die Einlassöffnungen 7 sind durch jeweilige entsprechende Ansaugrohre 15 mit dem Ausgleichsbehälter 16 verbunden, während der Ausgleichsbehälter 16 durch einen Drosselkörper 18, der ein eingebautes Drosselventil 17 aufweist, und einen Einlassluftmengendetektor 19 mit einem Luftreiniger 20 verbunden ist. Andererseits sind die Auslassöffnungen 9 durch einen Auslasskrümmer 21 mit einem Abgaswärmekollektor 23 verbunden, der einen eingebauten, für die Abgasreinigung verwendeten Katalysator 22 aufweist. Des Weiteren ist der Auslasskrümmer 21 durch einen Abgasrezirkulationskanal 24 (nachstehend als der AGR-Kanal bezeichnet) und das AGR-Steuerventil 25 mit dem Ausgleichsbehälter 16 verbunden. Im Inneren des AGR-Kanals 24 ist ein AGR-Kühler 26 zum Kühlen des AGR-Gases angeordnet. Es sei angemerkt, dass in der 1 27 eine durch den Verbrennungsmotor angetriebene Wasserpumpe zeigt, während 28 einen Radiator und 29 einen für die Kühlung verwendeten elektrischen Lüfter des Radiators 28 zeigt.
Andererseits zeigt in der 1 30 eine elektronische Steuereinheit zum Steuern des Betriebs des Motors. Wie in der 1 gezeigt wird, besteht die elektronische Steuereinheit 30 aus einem digitalen Computer, der mit einer Speichereinrichtung 32, das heißt einem Speicher 32, einer CPU (Mikroprozessor) 33, einem Eingabeanschluss 34 und einem Ausgabeanschluss 35, die miteinander durch einen bidirektionalen Bus 31 verbunden sind, bereitgestellt wird. Am Motorkörper 1 ist ein Wassertemperatursensor 40 zum Detektieren der Temperatur des Kühlwassers angebracht. Ein Ausgabesignal des Einlassluftdetektors 19, ein Ausgabesignal des Wassertemperatursensors 40 und ein Ausgabesignal eines Außentemperatursensors 41 zum Detektieren einer Außentemperatur werden jeweils über die entsprechenden AD-Wandler 36 an den Eingabeanschluss 34 eingegeben. Des Weiteren ist an einem Gaspedal 42 ein Lastsensor 43 verbunden, der eine Ausgabespannung generiert, die proportional zu einem Grad des Herunterdrückens des Gaspedals 42 ist. Die Ausgabespannung des Lastsensors 43 wird über den entsprechenden AD-Wandler 36 am Eingabeanschluss 34 eingegeben. Des Weiteren ist am Eingabeanschluss 34 ein Kurbelwinkelsensor 44 verbunden, der jedes Mal einen Ausgabeimpuls generiert, wenn die Kurbelwelle zum Beispiel um 30° rotiert. Im Inneren der CPU 33 wird die Motordrehzahl auf Basis des Ausgabesignals des Kurbelwinkelsensors 44 berechnet. Des Weiteren ist am Eingabeanschluss 34 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 45 verbunden, der einen Ausgabeimpuls proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit generiert.
Andererseits ist der Ausgabeanschluss 35 über entsprechende Ansteuerschaltungen 37 mit den Kraftstoffeinspritzventilen 10 und den Zündkerzen 11 der Zylinder, dem Aktuator des Drosselventils 17, dem AGR-Steuerventil 25 und dem elektrischen Lüfter 29 verbunden. Des Weiteren ist der in der 1 gezeigte Verbrennungsmotor ein Hybridmotor, und ein Antriebssteuermechanismus 46, der mit einem Antriebsmotor, einem Leistungserzeugungsmotor usw. bereitgestellt wird, ist am Motorkörper 1 angebracht. Die Antriebssteuerung des Antriebsmotors und die Leistungserzeugungssteuerung des Leistungserzeugungsmotors werden durch die elektronische Steuereinheit 30 durchgeführt. Es sei angemerkt, dass in einer Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung, falls eine Anweisung zum Starten des Motors an der elektronischen Steuereinheit 30 ausgegeben wird, der Motor durch den Antriebsmotor im Inneren des Antriebssteuermechanismus 46 gestartet wird.
Andererseits ist, wie in der 1 gezeigt wird, vor dem Radiator 28 in der Richtung der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs ein Kühlergrill 50 angeordnet, der in der Lage ist, den laufenden Luftdurchfluss, der von außerhalb des Fahrzeugs um den Motorkörper 1 herum strömt, einzustellen. Dieser Kühlergrill 50 ist, wie in der 3 gezeigt wird, auf der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet. In dem in der 1 gezeigten Beispiel besteht dieser Kühlergrill 50 aus mehreren drosselklappenförmigen Klappen 51, die nebeneinander angeordnet sind. Diese Klappen 51 werden durch einen Aktuator 52 angetrieben. Dieser Kühlergrill 50 ist gewöhnlich zum Zeitpunkt des Motorstarts und zum Zeitpunkt der Warmlaufoperation nach dem Motorstart geschlossen, jedoch manchmal geöffnet. Dieser Aktuator 52 wird auf Basis des Ausgabesignals der elektronischen Steuereinheit 30 gesteuert.
Wie in der 1 gezeigt wird, ist des Weiteren eine Klimaanlageneinrichtung 61 im Inneren eines Fahrgastraums 60 des Fahrzeugs angeordnet. Wie in der 4 gezeigt wird, wird diese Klimaanlageneinrichtung 61 mit einer Luftzirkulationsleitung 61, einem Gebläse 63, das durch einen Elektromotor angetrieben wird, einem Verdampfer 64 einer Kühleinrichtung, einem für die Klimaanlage verwendeten Heizelement 65, dem Kühlwasser zugeführt wird, und einer durch einen Aktuator 67 angetriebenen Klappe 66 bereitgestellt. Diese Klappe 66 wird zwischen einer Position, welche die Vorderseite des für die Klimaanlage verwendeten Heizelements 65 abdeckt, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt wird, und einer Position, die die Vorderseite des für die Klimaanlage verwendeten Heizelements 65 öffnet, wie durch durchgezogene Linie gezeigt wird, umgeschaltet. Um den Betrieb dieser Klimaanlageneinrichtung 61 schematisch zu erklären: wenn das Innere des Fahrgastraums 60 erwärmt oder gekühlt wird, wird das Gebläse 63 zum Rotieren angetrieben, und die aus dem Gebläse 63 geblasene Luft wird in den Verdampfer 64 geführt. Falls die Vorderseite des für die Klimaanlage verwendeten Heizelements 65 durch die Klappe 66 abgedeckt ist und dem Inneren des Verdampfers 64 Kältemittel zugeführt wird, wird in diesem Fall das Innere des Fahrgastraums 60 gekühlt. Falls andererseits die Klappe 66 die Vorderseite des für die Klimaanlage verwendeten Heizelements 65 öffnet und dem Inneren des Verdampfers 64 kein Kältemittel mehr zugeführt wird, wird das Innere des Fahrgastraums 60 erwärmt. Beim Erwärmen oder Kühlen und Entfeuchten des Inneren des Fahrgastraums 60 öffnet die Klappe 66 die Vorderseite des für die Klimaanlage verwendeten Heizelements 65 und Kältemittel wird dem Inneren des Verdampfers 64 zugeführt.
Diese Klimaanlageneinrichtung 61 wird entsprechend einer Anforderung eines Fahrers durch eine elektronische Steuereinheit gesteuert, die im Inneren der Klimaanlageneinrichtung 61 bereitgestellt ist. Einen Einfluss auf die Kühlwassertemperatur des Motors hat in dieser Beziehung in diesem Fall die Größe des Wärmeabstrahlungsvorgangs an dem für die Klimaanlage verwendeten Heizelement 65, dem das Kühlwasser zugeführt wird. Das heißt, wenn das Gebläse 63 gestoppt wird oder wenn, wie in der 4 durch die gestrichelte Linie gezeigt wird, die Vorderseite des für die Klimaanlage verwendeten Heizelements 65 durch die Klappe 66 abgedeckt ist, kommt es zu fast keinem Wärmeabstrahlungsvorgang an dem für die Klimaanlage verwendeten Heizelement 65. Wenn das Gebläse 63 arbeitet und die Klappe 66 die Vorderseite des für die Klimaanlage verwendeten Heizelements 65 öffnet, nimmt im Gegensatz dazu der Wärmeabstrahlungsvorgang des für die Klimaanlage verwendeten Heizelements 65 zu. In der vorliegenden Spezifikation wird auf diese Art der Zustand, in dem der Wärmeabstrahlungsvorgang an dem für die Klimaanlage verwendeten Heizelement 65 zunimmt, als „der Zustand, in dem die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert,“ bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird der Zustand, in dem es zu fast keinem Wärmeabstrahlungsvorgang an dem für die Klimaanlage verwendeten Heizelement 65 kommt, als „der Zustand, in dem die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert,“ bezeichnet. Ob der Zustand vorliegt, in dem die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendet Heizelement 65 zirkuliert, kann in diesem Fall anhand eines Steuersignals der elektronischen Steuereinheit, das im Inneren der Klimaanlageneinrichtung 61 bereitgestellt wird, beurteilt werden.
Als Nächstes wird mit Bezug auf die 5 das Motorkühlwasserrezirkulationssystem erklärt. Mit Bezug auf die 5 zeigt die 5 schematisch den Motorkörper 1, den Zylinderblock 2, den Zylinderkopf 3, die Brennkammer 5, die Wassermäntel 13 und 14, den Drosselkörper 18, den Abgaswärmekollektor 23, das AGR-Steuerventil 25, den AGR-Kühler 26, die Wasserpumpe 27, den Radiator 28, den Wassertemperatursensor 40 und das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65, die in der 1, der 2 und der 4 beschrieben worden sind. Andererseits werden in der 5 eine Kühlwasserrücklaufkammer 70 und eine Kühlwasserzuführkammer 71 schematisch an den beiden Seiten der Wasserpumpe 27 gezeigt, und das Kühlwasser im Inneren der Kühlwasserrücklaufkammer 70 wird durch die Wasserpumpe 27 dem Inneren der Kühlwasserzuführkammer 71 zugeführt.
Das dem Inneren der Kühlwasserzuführkammer 71 durch die Wasserpumpe 27 zugeführte Kühlwasser strömt aus einem Einlass 72 der Wassermäntel 13 und 14 zum Inneren der Wassermäntel 13 und 14. Dann läuft dieses Kühlwasser durch den Kühlwasserkanal 73 und den Radiator 28 und wird zur Kühlwasserrücklaufkammer 70 zurückgeführt. In diesem Zeitraum wird die Wärme, die das Kühlwasser in den Wassermänteln 13 und 14 absorbiert, am Radiator 28 verteilt. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Kühlwasserkanal, durch den das Kühlwasser, das aus der Wasserpumpe 27 strömt, auf diese Art durch die Wassermäntel 13 und 14, den Kühlwasserkanal 73 und den Radiator 28 im Inneren des Motorkörpers 1 strömt und zur Wasserpumpe 27 zurückläuft, als der „Kühlwasserhauptrezirkulationskanal 74“ bezeichnet. Nachdem der Motor fertig erwärmt worden ist, zirkuliert das Kühlwasser auf diese Art durch das Innere dieses Kühlwasserhauptrezirkulationskanals 74.
Andererseits wird in dem in der 5 gezeigten Motorkühlwasserrezirkulationssystem ein Bypasskanal 75, der vom Kühlwasserhauptrezirkulationskanal 74 abzweigt und den Radiator 28 überbrückt, das heißt ein Bypasskanal 75, der den Kühlwasserkanal 73 und die Kühlwasserrücklaufkammer 70 verbindet, bereitgestellt. Wie in der 5 gezeigt wird, wird des Weiteren im Inneren der Kühlwasserrücklaufkammer 70 schematisch ein Thermostat 78 gezeigt, der in der Lage ist, einen von beiden zu schließen, den öffnenden Teil 76 des Kühlwasserhauptrezirkulationskanals 74 zum Inneren der Kühlwasserrücklaufkammer 70 oder den öffnenden Teil 77 des Bypasskanals 75 zum Inneren der Kühlwasserrücklaufkammer 70. Ein Beispiel für diesen Thermostat 78 wird in der 6A und der 6B gezeigt. In dem in der 6A und der 6B gezeigten Beispiel wird der Thermostat 78 mit einem Hauptteil 79, in den Wachs gefüllt ist, einem Ventilelement 80, das in der Lage ist, den öffnenden Teil 76 des Kühlwasserhauptrezirkulationskanals 74 zu schließen, und einem Ventilelement 81, das in der Lage ist, den öffnenden Teil 77 des Bypasskanals 75 zu schließen, bereitgestellt.
Wenn die Kühlwassertemperatur um den Hauptteil 79 niedrig ist, wie in der 5 durch die durchgezogene Linie und in der 6A gezeigt wird, schließt das Ventilelement 80 des Thermostats 78 den öffnenden Teil 76 des Kühlwasserhauptrezirkulationskanals 74, und das Ventilelement 81 des Thermostats 78 öffnet den öffnenden Teil 77 des Bypasskanals 75. In diesem Zeitraum wird das Kühlwasser, das den Wassermänteln 13 und 14 zugeführt wird, durch den Bypasskanal 75 zur Wasserpumpe 27 zurückgeführt, ohne durch den Radiator 28 zu laufen. Daher wird in diesem Zeitraum der Warmlaufvorgang des Motorkörpers 1 gefördert. Falls im Gegensatz dazu die Kühlwassertemperatur um den Hauptteil 79 höher wird, dehnt sich das Wachs im Inneren des Hauptteils 79 aus. Wie in der 5 durch die gestrichelte Linie und in der 6B gezeigt wird, öffnet infolgedessen das Ventilelement 80 des Thermostats 78 den öffnenden Teil 76 des Kühlwasserhauptrezirkulationskanals 74, und das Ventilelement 81 des Thermostats 78 schließt den öffnenden Teil 77 des Bypasskanals 75. In diesem Zeitraum wird das Kühlwasser, das in die Wassermäntel 13 und 14 geschickt worden ist, durch den Radiator 28 zur Wasserpumpe 27 zurückgeführt. Daher wird zu diesem Zeitraum der gewöhnliche Kühlvorgang des Motorkörpers 1 durchgeführt.
Die 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad des Ventilelements 80 des Thermostats 78 und einer Kühlwassertemperatur TW um den Hauptteil 79 des Thermostats 78. Wenn die Kühlwassertemperatur TW niedriger als eine gesetzte Wassertemperatur TW1 ist, schließt, wie in der 7 gezeigt wird, das Ventilelement 80 des Thermostats 78 den öffnenden Teil 76 des Kühlwasserhauptrezirkulationskanals 74 vollständig. Falls die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW1 wird, beginnt das Ventilelement 80 des Thermostats 78, den öffnenden Teil 76 des Kühlwasserhauptrezirkulationskanals 74 zu öffnen. Es sei angemerkt, dass in dem in der 7 gezeigten Beispiel die gesetzte Wassertemperatur auf 70 °C gesetzt wird.
Wieder zurück zur 5 wird das Motorkühlwasserrezirkulationssystem mit einem Kühlwasserunterrezirkulationskanal 90 bereitgestellt, durch den Kühlwasser, das aus der Wasserpumpe 27 herausströmt, zirkuliert und dann zur Wasserpumpe 27 zurückläuft. Wie sich anhand der 5 versteht, besteht dieser Kühlwasserunterrezirkulationskanal 90 aus einem Kühlwasserunterrezirkulationskanalteil 90A, der sich von der Kühlwasserzuführkammer 71 zum AGR-Kühler 26 erstreckt, den Kühlwasserunterrezirkulationskanalteilen 90B und 90C, die am AGR-Kühler 26 verzweigen, und einem Kühlwasserunterrezirkulationskanalteil 90D, der sich von diesen Kühlwasserunterrezirkulationskanalteilen 90B und 90C zur Kühlwasserrücklaufkammer 70 erstreckt. Der Drosselkörper 18 und das AGR-Steuerventil 25 sind im Kühlwasserunterrezirkulationskanalteil 90B angeordnet, während der Abgaswärmekollektor 23 und das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 im Kühlwasserunterrezirkulationskanalteil 90C angeordnet sind.
Wie in der 5 gezeigt wird, ist andererseits der Wassermantel 14 durch einen Kühlwasserzusatzkanal 90E mit dem Kühlwasserunterrezirkulationskanal 90A verbunden, während ein Multifunktionsventil 91 an diesem Kühlwasserzusatzkanal 90E angeordnet ist. Die 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad dieses Multifunktionsventils 91 und der Kühlwassertemperatur TW, die durch den Wassertemperatursensor 40 detektiert wird. Wie in der 7 gezeigt wird, ist das Multifunktionsventil 91 vollständig geschlossen, wenn die Kühlwassertemperatur TW niedriger als eine gesetzte Wassertemperatur TW2 ist. Falls die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW2 wird, öffnet sich das Multifunktionsventil 91 vollständig und schließt sich vollständig entsprechend dem Rezirkulationsvorgang des AGR-Gases. Es sei angemerkt, dass in dem in der 7 gezeigten Beispiel die gesetzte Wassertemperatur auf 60 °C gesetzt wird.
Die 8 zeigt die Beziehung zwischen den AGR-Raten r1, r2, r3 und r4 und einer Motorlast L und der Motordrehzahl N. In der 8 zeigt die durchgezogene Linie der AGR-Rate = r1, wann die AGR-Rate null ist. Im Bereich außerhalb der durchgezogene Linie der AGR-Rate = r1 wird die AGR-Rate zu null gemacht, das heißt, das AGR-Steuerventil 25 wird geschlossen. Im Bereich im Inneren der durchgezogenen Linie der AGR-Rate = r1 wird das AGR-Steuerventil 25 geöffnet, und die AGR-Rate wird in der Reihenfolge r2, r3 und r4 höher. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW2 ist, falls das AGR-Steuerventil 25 schließt, das Multifunktionsventil 91 ebenfalls geschlossen, während, falls das AGR-Steuerventil 25 öffnet, das Multifunktionsventil 91 ebenfalls geöffnet wird.
Wie in der 7 gezeigt wird, wird das Multifunktionsventil 91 geschlossen, wenn die Kühlwassertemperatur TW niedriger als die gesetzte Wassertemperatur TW2 ist. Wie sich anhand der 5 versteht, werden in diesem Zeitraum weiter kleine Mengen an Kühlwasser dem AGR-Kühler 26, dem AGR-Steuerventil 25, dem Drosselkörper 18, dem für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 und dem Abgaswärmekollektor 23 zugeführt. Wenn andererseits die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW2 ist, wird das Multifunktionsventil 91 ebenfalls geschlossen, falls das AGR-Steuerventil 25 geschlossen wird, während das Multifunktionsventil 91 ebenfalls geöffnet wird, falls das AGR-Steuerventil 25 geöffnet wird. Wenn das Multifunktionsventil 91 geöffnet wird, erhöhen sich die Mengen an Kühlwasser, die dem AGR-Kühler 26, dem AGR-Steuerventil 25, dem Drosselkörper 18, dem für die Klimaanlage verwendeten Heizelement 65 und dem Abgaswärmekollektor 23 zugeführt werden.
In dem in der 5 gezeigten Beispiel ist der Wassertemperatursensor 40 im Inneren der Kühlwasserzuführkammer 71 angeordnet. Allerdings kann dieser Wassertemperatursensor 40 auch im Inneren des Wassermantels 13 angeordnet sein. Das heißt, der Wassertemperatursensor 40 ist an einer Position angeordnet, welche die Detektion der Temperatur des Kühlwassers, das aus der Wasserpumpe 27 herausströmt, ermöglicht. Es sei angemerkt, dass in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung die durch den Wassertemperatursensor 40 detektierte Kühlwassertemperatur als die „Motorkühlwassertemperatur“ bezeichnet wird.
Die 9 zeigt eine Betriebssteuerroutine, die in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. Diese Betriebssteuerroutine wird durch Unterbrechung in jeweils festen Zeiträumen durchgeführt. Falls Bezug auf die 9 genommen wird, wird zuerst im Schritt 100 die Motorkühlwassertemperatur TW, die durch den Wassertemperatursensor 40 detektiert wird, eingelesen. Als Nächstes wird im Schritt 101 beurteilt, ob die Motorkühlwassertemperatur TW niedriger als die gesetzte Wassertemperatur TW2 ist, die in der 7 gezeigt wird. Wenn die Motorkühlwassertemperatur TW niedriger als die gesetzte Wassertemperatur TW2 ist, fährt die Routine mit dem Schritt 104 fort, in dem das Multifunktionsventil 91 geschlossen wird. Als Nächstes fährt die Routine mit dem Schritt 105 fort.
Wenn andererseits im Schritt 101 geurteilt wird, dass die Motorkühlwassertemperatur TW nicht niedriger als die gesetzte Wassertemperatur TW2 ist, fährt die Routine mit dem Schritt 102 fort, in dem geurteilt wird, ob das AGR-Steuerventil 25 geöffnet wird. Wenn das AGR-Steuerventil 25 geöffnet wird, fährt die Routine mit dem Schritt 103 fort, in dem das Multifunktionsventil 91 geöffnet ist, dann fährt die Routine mit dem Schritt 105 fort. Wenn im Gegensatz dazu das AGR-Steuerventil 25 geschlossen wird, fährt die Routine mit dem Schritt 104 fort, in dem das Multifunktionsventil 91 geschlossen ist. Als Nächstes wird im Schritt 105 geurteilt, ob eine Kühlergrill-Öffnungsanweisung, damit der Kühlergrill 50 geöffnet wird, ausgegeben wird. Wenn die Kühlergrill-Öffnungsanweisung ausgegeben wird, fährt die Routine mit dem Schritt 106 fort, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet wird, während, wenn die Kühlergrill-Öffnungsanweisung nicht ausgegeben wird, die Routine mit dem Schritt 107 fortfährt, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen wird.
Die 10 zeigt die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur TW ab dem Zeitpunkt des Motorstarts. In der 10 zeigt die durchgezogene Linie, wann der Thermostat 78 normal in einem gewissen Betriebszustand arbeitet, die gestrichelte Linie zeigt, wann der Thermostat 78 unter einer Ventilöffnungsanomalie leidet, bei welcher der öffnende Teil 76 des Kühlwasserhauptrezirkulationskanals 74 offen bleibt, und die Strich-Punkt-Linie zeigt, wann der Thermostat 78 unter einer Ventilschließanomalie leidet, bei welcher der öffnende Teil 76 des Kühlwasserhauptrezirkulationskanals 74 geschlossen bleibt. Das heißt, wenn der Thermostat 78 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet, wird Kühlwasser dazu gebracht, direkt ab dem Motorstart durch das Innere des Radiators 28 zu zirkulieren, also erhöht sich die Temperatur des Kühlwassers nicht so einfach, und daher erhöht sich die Motorkühlwassertemperatur TW langsam, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt wird. Falls andererseits der Thermostat 78 unter der Ventilschließanomalie leidet, wird, selbst wenn die Temperatur des Kühlwassers ansteigt, das Kühlwasser nicht dem Radiator 28 zugeführt, also steigt die Motorkühlwassertemperatur TW weiter an, wie zum Beispiel durch die Strich-Punkt-Linie gezeigt wird.
Falls der Thermostat 78 auf diese Art unter der Ventilöffnungsanomalie oder der Ventilschließanomalie leidet, unterscheidet sich die Art, wie sich die Motorkühlwassertemperatur TW nach dem Motorstart ändert, von normalen Zeiträumen. Falls die Art, wie sich die gemessene Motorkühlwassertemperatur TW ändert, mit der Art, wie sich die Motorkühlwassertemperatur TW in normalen Zeiträumen ändert, verglichen wird, kann daher beurteilt werden, ob der Thermostat 78 unter der Ventilöffnungsanomalie oder der Ventilschließanomalie leidet. Dafür wird es nötig, die Art zu schätzen, mit der sich die Motorkühlwassertemperatur TW in normalen Zeiträumen ändert. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher ein neuronales Netz verwendet, um die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur in normalen Zeiträumen zu schätzen.
Falls das Fahrzeug mit dem Kühlergrill 50 bereitgestellt wird oder falls es mit der Klimaanlageneinrichtung 61 bereitgestellt wird, ändert sich in dieser Hinsicht das Änderungsmuster der Motorkühlwassertemperaturtemperatur TW in normalen Zeiträumen stark in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Kühlergrills 50 oder davon, ob die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert. Falls zum Beispiel in der 11 die Änderung der Motorkühlwassertemperatur TW in normalen Zeiträumen, wenn der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, von der durchgezogenen Linie gezeigt wird, ändert sich das Änderungsmuster der Motorkühlwassertemperatur TW in normalen Zeiträumen, wenn der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, wie in der 11 durch die gestrichelte Linie gezeigt wird, stark im Vergleich zu dem Fall, der durch die durchgezogene Linie gezeigt wird. Des Weiteren ändert sich das Änderungsmuster der Motorkühlwassertemperatur TW in normalen Zeiträumen, wenn der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, stark im Vergleich zu dem Fall, der in der 11 durch die durchgezogene Linie gezeigt wird.
Falls sich auf diese Art das Änderungsmuster der Motorkühlwassertemperatur TW stark ändert, wird es, selbst falls der Betriebszustand des Kühlergrills 50 und der Zustand, ob die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, zu den Eingabeparametern hinzugefügt werden, schwierig, die Gewichte eines neuronalen Netzes zu lernen, damit es in der Lage ist, die Motorkühlwassertemperatur TW für den Betriebszustand des Kühlergrills 50 und den Zustand, ob die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, exakt zu prognostizieren. Daher wird es schwierig, die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur lediglich durch Hinzufügen zu den Eingabeparametern des neuronalen Netzes des Betriebszustands des Kühlergrills 50 und des Zustands, ob die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, präzise zu prognostizieren.
In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein neuronales Netz für jeden der vier Zustände erstellt, die aus folgenden bestehen: dem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, dem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, dem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, und dem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, und die Gewichte des neuronalen Netzes werden für jeden Zustand gelernt. Indem die neuronalen Netze für die Zustände in dieser Art erstellt werden, besteht auch der Vorteil, dass es nicht nur möglich wird, Änderungen der Motorkühlwassertemperatur TW präzise zu prognostizieren, sondern es wird auch möglich, die Rechenlast für die Gewichte durch Lernen der Gewichte des neuronalen Netzes für jeden Zustand zu reduzieren.
Zusammenfassung des neuronalen Netzes
Wie oben erklärt wird, wird in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ein neuronales Netz verwendet, um die Motorkühlwassertemperatur TW zu schätzen. Daher wird ein neuronales Netz kurz erklärt. Die 12 zeigt ein einfaches neuronales Netz. Die Kreismarkierungen in der 12 zeigen künstliche Neuronen. Im neuronalen Netz werden diese künstlichen Neuronen gewöhnlich „Knoten“ oder „Einheiten“ genannt (in der vorliegenden Anmeldung werden sie „Knoten“ genannt). In der 12 zeigt L=1 eine Eingabeschicht, L=2 und L=3 zeigen verdeckte Schichten, und L=4 zeigt eine Ausgabeschicht. Des Weiteren zeigen in der 12 x₁ und x₂ Ausgabewerte aus Knoten der Eingabeschicht (L=1), y₁ und y₂ zeigen Ausgabewerte aus den Knoten der Ausgabeschicht (L=4), z⁽²⁾ ₁, z⁽²⁾ ₂, und z⁽²⁾ ₃ zeigen Ausgabewerte aus den Knoten einer verdeckten Schicht (L=2), und z⁽³⁾ ₁, z⁽³⁾ ₂ und z⁽³⁾ ₃ zeigen Ausgabewerte aus den Knoten einer anderen verdeckten Schicht (L=3). Es sei angemerkt, dass die Anzahlen der verdeckten Schichten eins oder irgendwelche anderen Anzahlen werden können, während die Anzahlen an Knoten der Eingabeschicht und die Anzahlen an Knoten der verdeckten Schichten ebenfalls irgendwelche Anzahlen werden können. Des Weiteren kann die Anzahl an Knoten der Ausgabeschicht ein einziger Knoten werden, kann jedoch auch mehrere Knoten werden.
An den Knoten der Eingabeschicht werden die Eingaben unverändert ausgegeben. Andererseits werden die Ausgabewerte x₁ und x₂ der Knoten der Eingabeschicht an den Knoten der verdeckten Schicht (L=2) eingegeben, während die jeweiligen entsprechenden Gewichte „w“ und die Biaswerte „b“ verwendet werden, um Summeneingabewerte „u“ an den Knoten der verdeckten Schicht (L=2) zu berechnen. Zum Beispiel wird ein Summeneingabewert u_k, der an einem durch z⁽²⁾ _k (k=1, 2, 3) gezeigten Knoten der verdeckten Schicht (L=2) in der 12 berechnet wird, wie in der folgenden Gleichung gezeigt: $u_{k} = \sum_{m = 1}^{n} (x_{m} \cdot w_{k m}) + b_{k}$
Als Nächstes wird dieser Summeneingabewert u_k durch eine Aktivierungsfunktion „f“ konvertiert und aus einem durch z⁽²⁾ _k gezeigten Knoten der verdeckten Schicht (L=2) als ein Ausgabewert z⁽²⁾ _k (=f(u_k)) ausgegeben. Andererseits empfangen die Knoten der verdeckten Schicht (L=3) als Eingabe die Ausgabewerte z⁽²⁾ ₁, z⁽²⁾ ₂ und z⁽²⁾ ₃ der Knoten der verdeckten Schicht (L=2). An den Knoten der verdeckten Schicht (L=3) werden die jeweiligen entsprechenden Gewichte „w“ und Biaswerte „b“ verwendet, um die Summeneingabewerte „u“ (∑z·w+b) zu berechnen. Die Summeneingabewerte „u“ werden gleichermaßen durch eine Aktivierungsfunktion konvertiert und aus den Knoten der verdeckten Schicht (L=3) als die Ausgabewerte z⁽³⁾ ₁, z⁽³⁾ ₂ und z⁽³⁾ ₃ ausgegeben. Als diese Aktivierungsfunktion wird zum Beispiel eine Sigmoidfunktion σ verwendet.
Andererseits werden an den Knoten der Ausgabeschicht (L=4) die Ausgabewerte z⁽³⁾ ₁, z⁽³⁾ ₂ und z⁽³⁾ ₃ der Knoten der verdeckten Schicht (L=3) eingegeben. An den Knoten der Ausgabeschicht werden die jeweiligen entsprechenden Gewichte „w“ und Biaswerte „b“ verwendet, um die Summeneingabewerte „u“ (Σz·w+b) zu berechnen, oder es werden nur die jeweiligen entsprechenden Gewichte „w“ verwendet, um die Summeneingabewerte „u“ (Σz·w) zu berechnen. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird an den Knoten der Ausgabeschicht eine Identitätsfunktion verwendet, daher werden die Summeneingabewerte „u“, die an den Knoten der Ausgabeschicht berechnet werden, aus den Knoten der Ausgabeschicht unverändert als die Ausgabewerte „y“ ausgegeben.
Lernen im neuronalen Netz
Falls nun die Trainingsdaten, welche die wahren Werte der Ausgabewerte „y“ des neuronalen Netzes als y_t zeigen, bezeichnet werden, werden die Gewichte „w“ und die Biaswerte „b“ im neuronalen Netz unter Verwendung des Fehlerrückführungsalgorithmus gelernt, so dass die Differenz zwischen den Ausgabewerten „y“ und den Trainingsdaten y_t kleiner wird. Dieser Fehlerrückführungsalgorithmus ist bekannt. Daher wird der Fehlerrückführungsalgorithmus nachstehend nur in groben Zügen erklärt. Es sei angemerkt, dass ein Biaswert „b“ eine Art von Gewicht „w“ ist, also wird nachstehend ein Biaswert „b“ in das eingeschlossen, was als ein Gewicht „w“ bezeichnet wird. Nun kann im neuronalen Netz, wie es zum Beispiel in der 12 gezeigt wird, falls die Gewichte der Eingabewerte u^(L) an den Knoten der Schichten von L=2, L=3 oder L=4 durch w^(L) ausgedrückt werden, das Differenzial aufgrund der Gewichte w^(L) der Fehlerfunktion E, das heißt, die Steigung ∂E/∂w^(L), wie in der folgenden Gleichung gezeigt wird, umgeschrieben werden: $\partial E/ \partial w^{(L)} = (\partial E/ \partial u^{(L)}) (\partial u^{(L)} / \partial w^{(L)})$
wobei z^(L-1)· ∂w^(L) = ∂u^(L), falls also (∂E/∂u^(L) = δ^(L) kann die oben genannte Gleichung (1) durch die folgende Gleichung gezeigt werden: $\partial E/ \partial w^{(L)} = δ^{(L)} \cdot z^{(L - 1)}$
wobei, falls u^(L) schwankt, die Schwankung der Fehlerfunktion E durch die Änderung des Summeneingabewerts u^(L+1) der folgenden Schicht bewirkt wird, also kann δ^(L) durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: $δ^{(L)} = (\partial E/ \partial u^{(L)}) = \sum_{k = 1}^{k} (\partial E/ \partial u_{k}^{(L + 1)}) (\partial u_{k}^{(L + 1)} / \partial u^{(L)}) (k = 1,2...)$
wobei, falls z^(L) = f(u^(L)) ausgedrückt wird, der Eingabewert u_k ^(L+1), der auf der rechten Seite der oben genannten Gleichung (3) erscheint, durch die folgende Formel ausgedrückt werden kann: ${Eingabewert u}_{k}^{(L + 1)} = \sum_{k = 1}^{k} w_{k}^{(L + 1)} \cdot z^{(L)} = \sum_{k = 1}^{k} w_{k}^{(L + 1)} \cdot ƒ (u^{(L)})$
wobei der erste Ausdruck (∂E/∂u^(L+1)) auf der rechten Seite der oben genannten Gleichung (3) ∂^(L+1) ist und der zweite Ausdruck (∂u_k ^(L+1) /∂u^(L)) auf der rechten Seite der oben genannten Gleichung (3) durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann: $\partial (w_{k}^{(L + 1)} \cdot z^{(L)}) / \partial u^{(L)} = w_{k}^{(L + 1)} \cdot \partial f (u^{(L)}) / \partial u^{(L)} = w_{k}^{(L + 1)} \cdot f^{'} (u^{(L)})$
Daher wird δ^(L) durch die folgende Formel gezeigt. $δ^{(L)} = \sum_{k = 1}^{k} w_{k}^{(L + 1)} \cdot δ^{(L + 1)} \cdot f^{'} (u^{(L)})$
Das heißt: $δ^{(L - 1)} = \sum_{k = 1}^{k} w_{k}^{(L)} \cdot δ^{(L)} \cdot f^{'} (u^{(L - 1)})$
Das heißt, falls δ^(L+1) festgestellt ist, ist es möglich, δ^(L) festzustellen.
Wenn nun ein einziger Knoten der Ausgabeschicht (L=4) vorhanden ist, werden Trainingsdaten y_t für einen gewissen Eingabewert festgestellt, und die Ausgabewerte aus der Ausgabeschicht, die diesem Eingabewert entsprechen, sind „y“, falls der quadratische Fehler als die Fehlerfunktion verwendet wird, wird der quadratische Fehler durch E=1/2(y-y_t)² festgestellt. Am Knoten der Ausgabeschicht (L=4) werden die Ausgabewerte „y“ in diesem Fall f(u^(L)), daher wird in diesem Fall der Wert von δ^(L) am Knoten der Ausgabeschicht (L=4) in der folgenden Gleichung gleich: $δ^{(L)} = \partial E/ \partial u^{(L)} = (\partial E/ \partial y) (\partial y/ \partial u^{(L)}) = (y - y_{t}) \cdot f^{'} (u^{(L)})$
In diesem Fall ist in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie oben erklärt worden ist, f(u^(L)) eine Identitätsfunktion, und f’(u^(L1)) = 1. Daher führt dies zu δ^(L) = y-y_t, und δ^(L) wird festgestellt.
Falls δ^(L) festgestellt ist, wird die oben genannte Gleichung (6) verwendet, um das δ^(L-1) der vorherigen Schicht festzustellen. Die δ der vorherigen Schicht werden nacheinander auf diese Art festgestellt. Unter Verwendung dieser Werte der δ wird aus der oben genannten Gleichung (2) das Differenzial der Fehlerfunktion E, das heißt die Steigung ∂E/∂w^(L) für die Gewichte „w“ festgestellt. Falls die Steigung ∂E/∂w^(L) festgestellt ist, wird diese Steigung ∂E/∂w^(L) verwendet, um die Gewichte „w“ zu aktualisieren, so dass der Wert der Fehlerfunktion E abnimmt. Das heißt, die Werte der Gewichte „w“ werden gelernt. Es sei angemerkt, dass, wie in 12 gezeigt wird, wenn die Ausgabeschicht (L=4) mehrere Knoten aufweist, falls die Ausgabewerte aus den Knoten y₁, y₂... und die entsprechenden Trainingsdaten y_t1, y_t2... werden, der folgende Quadratsummenfehler als die Fehlerfunktion E verwendet wird: $Quatratsummenfehler E = \frac{1}{2} \sum_{k = 1}^{n} {(y_{k} - y_{t k})}^{2}$
(„n“ ist die Anzahl an Knoten der Ausgabeschicht)
In diesem Fall werden die Werte von δ^(L) an den Knoten der Ausgabeschicht (L=4) ebenfalls δ^(L)= y-y_tk (k=1, 2···n). Aus den Werten dieser δ^(L) wird die oben genannte Formel (6) verwendet, um die δ^(L-1) der vorherigen Schichten festzustellen.
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung
Zuerst wird mit Bezug auf die 13 das Verfahren erklärt, um die Motorkühlwassertemperatur TW, wenn der Thermostat 78 nicht unter der Ventilöffnungsanomalie oder der Ventilschließanomalie leidet, das heißt, wenn der Thermostat 78 normal ist, zu schätzen. Es sei angemerkt, dass die 13 die Beziehung zwischen der Zeit, die nach dem Motorstart verstrichen ist, und der Motorkühlwassertemperatur TW zeigt. In der 13 ist es beim Fokus auf den Zeitpunkt t_n und den Zeitpunkt t_n+1 möglich, die Größe des Temperaturanstiegs (TW_n+1-TW_n) der Motorkühlwassertemperatur TW innerhalb eines konstanten Zeitraums (t_n+1-t_n) anhand des Zustands des Motors zum Zeitpunkt t_n zu schätzen. Das heißt, falls der Zustand des Motors bestimmt ist, sind die Größe der Wärmeerzeugung in den Wärmeerzeugungsfaktoren, welche die Motorkühlwassertemperatur TW ansteigen lassen, und die Größe der Wärmeabstrahlung in den Wärmeabstrahlungsfaktoren, welche die Motorkühlwassertemperatur sinken lassen, bestimmt, also kann die Größe des Temperaturanstiegs (TW_n+1-TW_n) der Motorkühlwassertemperatur TW anhand des Zustands des Motors zum Zeitpunkt t_n geschätzt werden. Anders erklärt, wird es möglich, die Motorkühlwassertemperatur TW_n+1 nach einem konstanten Zeitraum (t_n+1-t_n) anhand des Zustands des Motors zum Zeitpunkt t_n (TW=TW_n) zu schätzen.
In diesem Fall wird in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung das neuronale Netz verwendet, um die Motorkühlwassertemperatur TW_n+1 nach einem konstanten Zeitraum (t_n+1-t_n) anhand des Zustands des Motors zum Zeitpunkt t_n (TW=TW_n) zu schätzen. Um die Motorkühlwassertemperatur TW_n+1 nach dem konstanten Zeitraum (t_n+1-t_n) anhand des Zustands des Motors zum Zeitpunkt t_n (TW=TW_n) zu schätzen, wird ein Modell zum Schätzen der Motorkühlwassertemperatur TW erstellt. Daher wird zuerst ein neuronales Netz, das zur Erstellung dieses Motorkühlwassertemperatur-Schätzmodells verwendet wird, unter Bezugnahme auf die 14 erklärt. Falls Bezug auf die 14 genommen wird, zeigt in diesem neuronalen Netz 150 ebenfalls, genauso wie in dem in der 12 gezeigten neuronalen Netz, L=1 eine Eingabeschicht, L=2 und L=3 zeigen verdeckte Schichten, und L=4 zeigt eine Ausgabeschicht. Wie in der 14 gezeigt wird, besteht die Eingabeschicht (L=1) aus der Anzahl „n“ an Knoten, und die Anzahl „n“ an Eingabewerten x₁, x₂, ... x_n-1 und x_n werden in die Knoten der Eingabeschicht (L=1) eingegeben. Andererseits beschreibt die 14 die verdeckte Schicht (L=2) und die verdeckte Schicht (L=3), jedoch kann die Anzahl dieser verdeckten Schichten auch eins oder irgendeine andere Anzahl an Schichten werden. Des Weiteren können auch die Anzahlen an Knoten dieser verdeckten Schichten irgendwelche Anzahlen an Knoten werden. Es sei angemerkt, dass die Anzahl an Knoten der Ausgabeschicht (L=4) ein Knoten wird und dass der Ausgabewert aus dem Knoten der Ausgabeschicht durch „y“ gezeigt wird. In diesem Fall wird der Ausgabewert „y“ der geschätzte Wert der Motorkühlwassertemperatur TW.
Als Nächstes werden die Eingabewerte x₁, x₂ ... x_n-1 und x_n in der 14 unter Bezugnahme auf die in der 15 gezeigte Tabelle erklärt. Wie oben erklärt wird, sind nun, falls der Zustand des Motors bestimmt ist, die Größe der Wärmeerzeugung in den Wärmeerzeugungsfaktoren, die bewirken, dass die Motorkühlwassertemperatur TW steigt, und die Größe der Wärmeabstrahlung in den Wärmeabstrahlungsfaktoren, die bewirken, dass die Motorkühlwassertemperatur TW sinkt, bestimmt. Daher ist es möglich, die Größe des Temperaturanstiegs (TW_n+1-TW_n) der Motorkühlwassertemperatur TW, das heißt die Motorkühlwassertemperatur TW_n+1 nach dem konstanten Zeitraum (t_n+1-t_n), anhand des Zustands des Motors zum Zeitpunkt t_n zu schätzen. In der 15 sind die Eingabeparameter für das neuronale Netz, die diese Wärmeerzeugungsfaktoren und diese Wärmeabstrahlungsfaktoren werden, aufgeführt. Es sei angemerkt, dass in der 15, die Eingabeparameter, die starke Einflüsse auf die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur TW haben, als essentielle Eingabeparameter aufgeführt sind, und die Eingabeparameter, die im Vergleich zu den essentiellen Eingabeparametern einen kleineren Einfluss auf die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur TW haben, sind als zusätzliche Eingabeparameter aufgeführt.
Wie in der 15 gezeigt wird, werden die Motorkühlwassertemperatur TW, die in den Motor aufgenommene Luftmenge, die in den Motor eingespritzte Kraftstoffmenge, die Außentemperatur und die Fahrzeuggeschwindigkeit zu den essentiellen Eingabeparameter. Unter diesen essentiellen Eingabeparametern sind die in den Motor aufgenommene Luftmenge und die in den Motor eingespritzte Kraftstoffmenge Wärmeerzeugungsfaktoren, während die Außentemperatur und die Fahrzeuggeschwindigkeit Wärmeabstrahlungsfaktoren sind. Die Tatsache, dass diese, welche die in den Motor aufgenommene Luftmenge, die in den Motor eingespritzte Kraftstoffmenge, die Außentemperatur und die Fahrzeuggeschwindigkeit essentielle Eingabeparameter sind, erfordert anscheinend keine spezielle Erklärung. In einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung werden nur die Werte dieser essentiellen Eingabeparameter als die Eingabewerte x₁, x₂ ... x_n-1 und x_n in der 14 verwendet. Es sei angemerkt, dass in diesem Fall auch anstelle der Fahrzeuggeschwindigkeit die Luftmenge des für die Kühlung verwendeten Lüfters 29 des Radiators 28, das heißt die Drehzahl des elektrischen Lüfters 29, verwendet werden kann.
Andererseits werden, wie in der 15 gezeigt wird, die Zündzeitpunktverstellung, die AGR-Rate, die Öffnungszeiteinstellung des Auslassventils 8 und die Motordrehzahl als zusätzliche Eingabeparameter in Betracht gezogen. Diese Zündzeitpunktverstellung, die AGR-Rate und die Öffnungszeiteinstellung des Auslassventils 8 sind Wärmeerzeugungsfaktoren, während die Motordrehzahl ein Wärmeabstrahlungsfaktor ist. Das heißt, falls die Zündzeitpunktverstellung nach früh verstellt ist, steigt die Verbrennungstemperatur, während, falls die AGR-Rate höher wird, die Verbrennungstemperatur sinkt. Falls des Weiteren die Öffnungszeiteinstellung des Auslassventils 8 nach spät verstellt ist und der Ventilüberschneidungszeitraum, in dem das Einlassventil 6 und das Auslassventil 8 beide öffnen, länger wird, erhöht sich die Abgasmenge, die aus der Auslassöffnung 9 zurück zur Brennkammer 5 geblasen wird, und als ein Ergebnis sinkt die Verbrennungstemperatur. Auf diese Art haben die Zündzeitpunktverstellung, die AGR-Rate und die Öffnungszeiteinstellung des Auslassventils 8 einen Einfluss auf die Verbrennungstemperatur, also werden diese Zündzeitpunktverstellung, die AGR-Rate und die Öffnungszeiteinstellung des Auslassventils 8 zu Wärmeerzeugungsfaktoren.
Falls im Gegensatz dazu die Motordrehzahl höher wird, nimmt die Drehzahl der Wasserpumpe 27 zu, also ändert sich die Rezirkulationsmenge des Motorkühlwassers und die Wärmemenge, die aus dem Motorkühlwasser nach außen austritt. Daher ist die Motordrehzahl ein Wärmeabstrahlungsfaktor. Es sei angemerkt, dass anstelle der Motordrehzahl auch die Durchflussrate der elektrischen Wasserpumpe, das heißt die Drehzahl der elektrischen Wasserpumpe, verwendet werden kann. In dieser Hinsicht können, wie oben erklärt worden ist, die Werte nur der essentiellen Eingabeparameter zu den Eingabewerten x₁, x₂...x_n-1 und x_n in der 14 werden. Selbstverständlich können zusätzlich zu den Werten der essentiellen Eingabeparameter die Werte der zusätzlichen Eingabeparameter ebenfalls zu den Eingabewerten x₁, x₂...x_n-1 und x_n in der 14 werden. Es sei angemerkt, dass nachstehend ein Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf ein Beispiel für den Fall erklärt wird, dass zusätzlich zu den Werten der essentiellen Eingabeparameter die Werte der zusätzlichen Eingabeparameter zu den Eingabewerten x₁, x₂...x_n-1 und x_n in der 14 werden.
Die 16 zeigt einen Trainingsdatensatz, der unter Verwendung der Eingabewerte x₁, x₂...x_n-1 und x_n und der Trainingsdaten y_t erstellt worden ist. In dieser 16 zeigen die Eingabewerte x₁, x₂...x_n-1 und x_n jeweils die Motorkühlwassertemperatur TW, die in den Motor aufgenommene Luftmenge, die in den Motor eingespritzte Kraftstoffmenge, die Außentemperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Zündzeitpunktverstellung, die AGR-Rate, die Öffnungszeiteinstellung des Auslassventils 8 und die Motordrehzahl. In diesem Fall wird die Motorkühlwassertemperatur TW durch den Wassertemperatursensor 40 detektiert, die in den Motor aufgenommene Luftmenge wird durch den Einlassluftmengendetektor 19 detektiert, die Außentemperatur wird durch den Außentemperatursensor 41 detektiert, die Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 45 detektiert, während die in den Motor eingespritzte Kraftstoffmenge, die Zündzeitpunktverstellung, die AGR-Rate, die Öffnungszeiteinstellung des Auslassventils 8 und die Motordrehzahl in der elektronischen Steuereinheit 30 berechnet werden.
Falls sie andererseits unter Verwendung der Zeitpunkte t_n und t_n+1 in der 13 erklärt werden, zeigen die Eingabewerte x₁, x₂...x_n-1 und x_n in der 16 die Eingabewerte zum Zeitpunkt t_n, während die Trainingsdaten y_t in der 16 den gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW nach dem konstanten Zeitraum (t_n+1-t_n) zeigen. Wie in der 16 gezeigt wird, werden in diesem Trainingsdatensatz die Anzahl „m“ an Daten, welche die Beziehung zwischen den Eingabewerten x₁, x₂..., x_n-1 und x_n und den Trainingsdaten y_t zeigen, erfasst. Zum Beispiel werden in den Daten Nr. 2 die erfassten Eingabewerte x₁₂, x₂₂...x_m-12 und x_m2 und die Trainingsdaten y_t2 aufgeführt, während in den Daten Nr. m-1 die Eingabewerte x_1m-1, x_2m-1 ...,x_n-1m-1 und x_nm-1 der erfassten Eingabeparameter und der Trainingsdaten y_tm-1 aufgeführt werden.
Nun wird in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wie oben erklärt wird, ein neuronales Netz für jeden der vier Zustände erstellt, die folgende umfassen: den Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, den Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, den Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, und den Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert. Diese neuronalen Netze werden durch die Referenzkennzeichnungen 150A, 150B, 150C und 150D in der 17A bis 17D gezeigt.
In diesem Fall wird der in der 16 gezeigte Trainingsdatensatz für jedes der vier neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D erstellt, die in 17A bis 17D gezeigt werden. Die jeweils entsprechenden Trainingsdatensätze werden zum Lernen der Gewichte der neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D verwendet, die in 17A bis 17D gezeigt werden. Daher wird als Nächstes das Verfahren zum Erstellen des in der 16 gezeigten Trainingsdatensatzes erklärt.
Die 18 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zum Erstellen eines Trainingsdatensatzes. Falls Bezug auf die 18 genommen wird, wird ein Fahrzeug V, das mit dem Motorkörper 1, dem Kühlergrill 50 und der Klimaanlageneinrichtung 61 bereitgestellt wird, die in der 1 gezeigt werden, in einem Chassisträger 162 eines Windkanal 161 mit einem Gebläse 160 platziert, und eine Simulationsvorrichtung 163 wird verwendet, um das Fahrzeug V im Chassisträger 162 im Pseudobetrieb laufen zu lassen. In diesem Pseudobetrieb werden zum Beispiel der Zustand des Kühlergrills 50 und der Zustand der Zirkulation der verteilten Luft im für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 nacheinander in die oben erwähnten vier Zustände geändert, und in den geänderten Zuständen werden die Kombinationen der Werte der Motorkühlwassertemperatur TW, der in den Motor aufgenommenen Luftmenge, der in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge, der Außentemperatur, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Zündzeitpunktverstellung, der AGR-Rate, der Öffnungszeiteinstellung des Auslassventils 8 und der Motordrehzahl nacheinander geändert, während der Motor wiederholt gestartet und zum Warmlaufen betrieben wird.
Während dieser Pseudobetriebs durchgeführt wird, werden die zum Erstellen der Trainingsdatensätze erforderlichen Daten erfasst. Falls dies unter Verwendung der Zeitpunkte t_n und t_n+1 in der 13 erklärt wird, werden, während der Pseudobetrieb durchgeführt wird, der Zustand des Kühlergrills 50, der Zustand der Zirkulation der auf das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 geblasenen Luft und die Kombinationen der gemessenen Werte der Motorkühlwassertemperatur TW, der in den Motor aufgenommenen Luftmenge, der in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge, der Außentemperatur, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Zündzeitpunktverstellung, der AGR-Rate, der Öffnungszeiteinstellung des Auslassventils 8 und der Motordrehzahl zu den unterschiedlichen Zeitpunkten t_n (n=0, 1, 2...) in der 13 und die gemessenen Werte der Motorkühlwassertemperatur TW zum Zeitpunkt t_n+1 in der 13 in der Simulationseinrichtung 163 gespeichert. Das heißt, die Eingabewerte Nr. 1 bis Nr. „m“ x_1m, x_2m....x_nm-1 und x_nm, und die Trainingsdaten y_tm (m=1, 2, 3... „m“) der in der 16 gezeigten Trainingsdatensätze werden zum Beispiel in der Simulationseinrichtung 163 gespeichert.
Auf diese Art werden die Trainingsdatensätze, wie sie zum Beispiel in der 16 gezeigt werden, jeweils für die vier Zustände erstellt, die aus folgenden bestehen: dem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, dem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, dem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, und dem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert. Die auf diese Art erstellten elektronischen Daten der Trainingsdatensätze werden zum Lernen der Gewichte der neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D verwendet, die in 17A bis 17D gezeigt werden.
In dem in der 18 gezeigten Beispiel wird eine Lerneinrichtung 164 zum Lernen der Gewichte des neuronalen Netzes bereitgestellt. Als diese Lerneinrichtung 164 kann auch ein PC verwendet werden. Wie in der 18 gezeigt wird, wird diese Lerneinrichtung 164 mit einer Speichereinrichtung 166 bereitgestellt, das heißt einem Speicher 166 und einer CPU (Mikroprozessor) 165. In dem in der 18 gezeigten Beispiel werden die Anzahlen an Knoten der in der 17A bis 17D gezeigten neuronalen Netze und die elektronischen Daten der erstellten Trainingsdatensätze im Speicher 166 der Lerneinrichtung 164 gespeichert, und die Gewichte der neuronalen Netze werden in der CPU 165 gelernt.
Die 19 zeigt eine Verarbeitungsroutine für das Lernen der Gewichte der neuronalen Netze, das in der Lerneinrichtung 164 durchgeführt wird. Mit Bezug auf die 19 werden zuerst im Schritt 200 die Daten der Trainingsdatensätze für die neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D, die im Speicher 166 der Lerneinrichtung 164 gespeichert sind, eingelesen. Als Nächstes werden im Schritt 201 die Anzahlen an Knoten der Eingabeschichten (L=1), die Anzahlen an Knoten der verdeckten Schichten (L=2) und der verdeckten Schichten (L=3) und die Anzahlen an Knoten der Ausgabeschichten (L=4) der neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D eingelesen. Als Nächstes werden im Schritt 202 die vier neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D, wie sie zum Beispiel in der 17A bis 17D gezeigt werden, auf Basis dieser Anzahlen an Knoten erstellt.
Als Nächstes werden im Schritt 203 die Gewichte des neuronalen Netzes 150A gelernt. In diesem Schritt 203 werden zuerst die Eingabewerte Nr. 1 in der 16 x₁, x₂..._Xn-1 und x_n in die Knoten der Eingabeschicht (L=1) des neuronalen Netzes 150A eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird aus der Ausgabeschicht des neuronalen Netzes 150A ein Ausgabewert „y“, der den geschätzten Wert der Motorkühlwassertemperatur TW nach einem konstanten Zeitraum (t_n+1-t_n in der 13) zeigt, ausgegeben. Falls der Ausgabewert „y“ aus der Ausgabeschicht des neuronalen Netzes 150A ausgegeben wird, wird der quadratische Fehler E = 1/2(y-y_t1)² zwischen diesem Ausgabewert „y“ und den Trainingsdaten Nr. 1 y_t1 berechnet, und die Gewichte des neuronalen Netzes 150A werden unter Verwendung des oben erwähnten Fehlerrückführungsalgorithmus gelernt, so dass dieser quadratische Fehler E kleiner wird.
Falls die Gewichte des neuronalen Netzes 150A auf Basis der Daten Nr. 1 in der 16 zu Ende gelernt worden sind, werden die Gewichte des neuronalen Netzes 20 auf Basis der Daten Nr. 2 in der 16 unter Verwendung des Fehlerrückführungsalgorithmus gelernt. Gleichermaßen werden die Gewichte des neuronalen Netzes 150A nacheinander bis zu den Daten Nr. „m“ in der 16 gelernt. Falls die Gewichte des neuronalen Netzes 150A für alle Daten Nr. 1 bis Nr. „m“ in der 16 zu Ende gelernt worden sind, fährt die Routine mit dem Schritt 204 fort.
Im Schritt 204 wird zum Beispiel der Quadratsummenfehler E zwischen allen Ausgabewerten „y“ des neuronalen Netzes und den Trainingsdaten y_t der Daten Nr. 1 bis Nr. „m“ in der 16 berechnet. Es wird beurteilt, ob der Quadratsummenfehler E ein vorbestimmter gesetzter Fehler oder weniger wird. Wenn beurteilt wird, dass der Quadratsummenfehler E nicht der vorbestimmte gesetzte Fehler oder weniger wird, kehrt die Routine zum Schritt 203 zurück, wo die Gewichte des neuronalen Netzes 150A erneut auf Basis des in der 16 gezeigten Trainingsdatensatzes gelernt werden. Als Nächstes werden die Gewichte des neuronalen Netzes 150A weiter gelernt, bis der Quadratsummenfehler E der vorbestimmte gesetzte Fehler oder weniger wird. Wenn im Schritt 204 beurteilt wird, dass der Quadratsummenfehler der vorbestimmte gesetzte Fehler oder weniger wird, fährt die Routine mit dem Schritt 205 fort, in dem die gelernten Gewichte des neuronalen Netzes 150A im Speicher 166 der Lerneinrichtung 164 gespeichert werden. Als Nächstes fährt die Routine mit dem Schritt 206 fort.
Im Schritt 206 wird beurteilt, ob die in der 17A bis 17D gezeigten Gewichte aller neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D zu Ende gelernt worden sind. Wenn die Gewichte aller neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D nicht zu Ende gelernt worden sind, kehrt die Routine zum Schritt 203 zurück, in dem die Gewichte der neuronalen Netze gelernt werden, für welche die Gewichte noch nicht zu Ende gelernt worden sind, zum Beispiel in dem in der 17B gezeigten neuronalen Netz 150B. Falls die Gewichte des neuronalen Netzes 150B im Schritt 205 zu Ende gelernt worden sind, werden die gelernten Gewichte des neuronalen Netzes 150B im Speicher 166 der Lerneinrichtung 164 gespeichert.
Auf diese Art werden die Gewichte aller neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D gelernt, die in der 17A bis 17D gezeigt werden, und die gelernten Gewichte der neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D werden im Speicher 166 der Lerneinrichtung 164 gespeichert. Das heißt, ein Modell zur Schätzung der Motorkühlwassertemperatur wird für jeden der vier Zustände von einem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, einem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, einem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, und einem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, erstellt.
In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Modell zur Schätzung der Motorkühlwassertemperatur, das auf diese Art erstellt wird, verwendet, um Fehler des Thermostats 78 usw. in einem handelsüblichen Fahrzeug zu diagnostizieren. Daher wird das Modell zur Schätzung der Motorkühlwassertemperatur in der elektronischen Steuereinheit 30 des handelsüblichen Fahrzeugs gespeichert. Die 20 zeigt eine Datenleseroutine für die elektronische Steuereinheit, die in der elektronischen Steuereinheit 30 durchgeführt wird, zum Speichern des Modells zur Schätzung der Motorkühlwassertemperatur in der elektronischen Steuereinheit 30 eines handelsüblichen Fahrzeugs.
Mit Bezug auf die 20 werden im Schritt 300 die Anzahl an Knoten der Eingabeschicht (L=1), die Anzahlen an Knoten der verdeckten Schicht (L=2) und der verdeckten Schicht (L=3) und die Anzahl an Knoten der Ausgabeschicht (L=4) der vier neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D, die in der 17A bis 17D gezeigt werden, in den Speicher 32 der elektronischen Steuereinheit 30 gelesen. Als Nächstes werden im Schritt 301 auf Basis dieser Anzahlen an Knoten die vier neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D, die in der 17A bis 17D gezeigt werden, erstellt. Als Nächstes werden im Schritt 302 die gelernten Gewichte dieser neuronalen Netze 150A, 150B, 150C und 150D in den Speicher 32 der elektronischen Steuereinheit 30 gelesen. Deswegen wird das Modell zur Schätzung der Motorkühlwassertemperatur in der elektronischen Steuereinheit 30 eines handelsüblichen Fahrzeugs gespeichert.
Als Nächstes wird mit Bezug auf die 21 das Verfahren zur Fehlerdiagnose des Thermostats 78, das in einem handelsüblichen Fahrzeug durchgeführt wird, erklärt. Die 21 zeigt die Änderungen der Motorkühlwassertemperatur TW ab dem Zeitpunkt des Motorstarts. In der 21 zeigt die durchgezogene Linie in der gleichen Art wie in der 10 den Zeitraum, zu dem der Thermostat 78 normal in einem gewissen Betriebszustand arbeitet, die gestrichelte Linie zeigt, wann der Thermostat 78 unter einer Ventilöffnungsanomalie leidet, wobei der öffnende Teil 76 des Kühlwasserhauptrezirkulationskanals 74 offen bleibt, und die Strich-Punkt-Linie zeigt, wann der Thermostat 78 unter der Ventilschließanomalie leidet, wobei der öffnende Teil 76 des Kühlwasserhauptrezirkulationskanals 74 geschlossen bleibt. Das heißt, wenn der Thermostat 78, wie oben erklärt worden ist, unter der Ventilöffnungsanomalie leidet, wird das Kühlwasser dazu gebracht, direkt ab dem Motorstart durch das Innere des Radiators 28 zu zirkulieren, also erhöht sich die Temperatur des Kühlwassers nicht so einfach. Daher steigt die Motorkühlwassertemperatur TW langsam, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt wird. Falls andererseits der Thermostat 78 unter der Ventilschließanomalie leidet, wird, selbst wenn die Temperatur des Kühlwassers ansteigt, das Kühlwasser nicht dem Radiator 28 zugeführt, also steigt die Motorkühlwassertemperatur TW weiter an, wie zum Beispiel durch die Strich-Punkt-Linie gezeigt wird.
Auf diese Art unterscheidet sich, falls der Thermostat 78 unter der Ventilöffnungsanomalie oder der Ventilschließanomalie leidet, die Art, in der sich die Motorkühlwassertemperatur TW nach dem Motorstart ändert, von normalen Zeiträumen. Falls die Art, in der sich die gemessene Motorkühlwassertemperatur TW ändert, mit der Art verglichen wird, in der sich die Motorkühlwassertemperatur TW in normalen Zeiträumen ändert, wird es daher möglich, zu beurteilen, ob der Thermostat 78 unter der Ventilöffnungsanomalie oder der Ventilschließanomalie leidet. In diesem Fall wird in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung die Motorkühlwassertemperatur TW in normalen Zeiträumen unter Verwendung des Modells zur Schätzung der Motorkühlwassertemperatur, das in der elektronischen Steuereinheit 30 gespeichert ist, geschätzt. Anhand des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur TW, der durch dieses Modell zur Schätzung geschätzt wird, und des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur TW, der durch den Wassertemperatursensor 40 detektiert wird, wird beurteilt, ob der Thermostat 78 unter der Ventilöffnungsanomalie oder der Ventilschließanomalie leidet.
Zur Erklärung eines spezifischen Beispiels, das in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, wie in der 21 gezeigt wird, wird, wenn der geschätzte Wert der Motorkühlwassertemperatur TW, der durch die durchgezogene Linie gezeigt wird, die Ventilöffnungstemperatur des Thermostats 78 erreicht, zum Beispiel 70 °C, falls die Differenz ΔTW1 des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur TW minus dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW größer als die vorbestimmte Differenz AX ist, geurteilt, dass der Thermostat 78 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet. Mit anderen Worten wird in dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, falls die Größe des Anstiegs des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur TW kleiner als die Größe des Anstiegs des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur TW nach dem Motorstart ist, geurteilt, dass eine Anomalie beim Betrieb des Thermostats 78 vorliegt, die bewirkt, dass Kühlwasser weiter aus dem Kühlwasserhauptrezirkulationskanal 74 zur Wasserpumpe 27 zirkuliert.
Wenn des Weiteren der Thermostat 78 normal ist, nimmt, falls der Thermostat 78 vollständig öffnet, das Motorkühlwasser, das durch den Radiator 28 läuft, zu, also sinkt die Motorkühlwassertemperatur TW etwas in einem Zeitraum, nachdem der Thermostat 78 vollständig geöffnet hat. Daher wird in dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn, nachdem der geschätzte Wert der Motorkühlwassertemperatur TW seinen Scheitelwert erreicht hat, die Differenz ΔTW2 des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur TW minus dem geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur TW größer als die vorbestimmte Differenz BX wird, geurteilt, dass der Thermostat 78 unter der Ventilschließanomalie leidet. Mit anderen Worten wird in dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, falls die Größe des Anstiegs des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur TW größer als die Größe des Anstiegs des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur TW nach dem Motorstart ist, geurteilt, dass eine Anomalie beim Betrieb des Thermostats 78 vorliegt, die die Zirkulation des Kühlwassers aus dem Kühlwasserhauptrezirkulationskanal 74 zur Wasserpumpe 27 weiter stoppt.
Die 22 zeigt eine Routine zum Setzen eines Fehlerdiagnosemerkers, die in der elektronischen Steuereinheit 30 durchgeführt wird. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird, falls dieser Fehlerdiagnosemerker gesetzt ist, die Fehlerdiagnose des Thermostats 78 gestartet. Mit Bezug auf die 22 wird zuerst im Schritt 400 beurteilt, ob eine Anweisung zum Starten des Motors an der elektronischen Steuereinheit 30 ausgegeben wird. Falls die Anweisung zum Start des Motors an der elektronischen Steuereinheit 30 ausgegeben wird, wird der Motor durch den Antriebsmotor im Antriebssteuermechanismus 46 gestartet. Wenn im Schritt 400 geurteilt wird, dass die Anweisung zum Starten des Motors nicht ausgegeben wird, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn im Gegensatz dazu geurteilt wird, dass die Anweisung zum Start des Motors ausgegeben wird, fährt die Routine mit dem Schritt 401 fort, in dem ein Fehlerdiagnosemerker gesetzt wird.
Die 23 und die 24 zeigen eine Fehlerdiagnoseroutine eines Thermostats. Diese Fehlerdiagnoseroutine wird durch Unterbrechung in jeweils festen Zeiträumen durchgeführt. Es sei angemerkt, dass, um einfaches Verständnis zu ermöglichen, diese Fehlerdiagnoseroutine unter Verwendung der in der 13 gezeigten Zeitpunkte t_n (n=1, 2, 3...) durchgeführt wird. Des Weiteren entspricht der feste Unterbrechungszeitraum dieser Fehlerdiagnoseroutine dem konstanten Zeitraum in der 13 (t_n+1-t_n). Dieser konstante Zeitraum ist zum Beispiel 1 Sekunde.
Mit Bezug auf die 23 wird zuerst im Schritt 500 beurteilt, ob der Fehlerdiagnosemerker gesetzt ist. Wenn der Fehlerdiagnosemerker nicht gesetzt ist, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn im Gegensatz dazu der Fehlerdiagnosemerker gesetzt ist, fährt die Routine mit dem Schritt 501 fort, in dem auf Basis davon, ob eine Kühlergrill-Öffnungsanweisung zum Öffnen des Kühlergrills 50 ausgegeben wird, gelesen wird, ob ein Zustand vorliegt, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist oder ob ein Zustand vorliegt, in dem er geschlossen ist. Als Nächstes wird im Schritt 502 auf Basis des Steuersignals der elektronischen Steuereinheit, die in der Klimaanlageneinrichtung 61 bereitgestellt wird, gelesen, ob ein Zustand vorliegt, in dem die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert.
Als Nächstes wird im Schritt 503 ein neuronales Netz, das dem Zustand entspricht, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, dem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, dem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, und dem Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, aus den in der 17A bis 17D gezeigten neuronalen Netzen 150A, 150B, 150C und 150D ausgewählt, deren Gewichte zu Ende gelernt worden sind.
Als Nächstes werden im Schritt 504 die Eingabewerte x₁, x₂...x_n-1 und x_n gelesen, das heißt die Motorkühlwassertemperatur TW, die in den Motor aufgenommene Luftmenge, die in den Motor eingespritzte Kraftstoffmenge, die Außentemperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Zündzeitpunktverstellung, die AGR-Rate, die Öffnungszeiteinstellung des Auslassventils 8 und die Motordrehzahl. Als Nächstes werden im Schritt 505 diese Eingabewerte in die Knoten der Eingabeschicht (L=1) des ausgewählten neuronalen Netzes eingegeben. Falls diese Eingabewerte in die Knoten der Eingabeschicht (L=1) des ausgewählten neuronalen Netzes eingegeben sind, wird im Schritt 506 der geschätzte Wert „y“ der Motorkühlwassertemperatur TW aus dem Knoten der Ausgabeschicht (L=4) des ausgewählten neuronalen Netzes ausgegeben. Aufgrund dessen ist der geschätzte Wert „y“ der Motorkühlwassertemperatur TW erfasst. Es sei angemerkt, dass nachstehend der geschätzte Wert „y“ der Motorkühlwassertemperatur TW als die „geschätzte Wassertemperatur TWe“ bezeichnet wird.
Nun wird dann der Zeitpunkt, zu dem der Fehlerdiagnosemerker gesetzt wird und die Routine zuerst mit dem Schritt 501 fortfährt, am Zeitpunkt t₀ in der 13 gezeigt. Falls die Motorkühlwassertemperatur TW als der Eingabewert x₁ in der 14 verwendet wird, wird der gemessene Wert der Motorkühlwassertemperatur TW, der durch den Wassertemperatursensor 40 detektiert wird, zum Eingabewert x₁. Zu diesem Zeitpunkt wird der geschätzte Wert „y“ der Motorkühlwassertemperatur TW zum Zeitpunkt t₁ in der 13 aus dem Knoten der Ausgabeschicht (L=4) des ausgewählten neuronalen Netzes ausgegeben. Andererseits ist die Zeit, zu der die Routine als Nächstes zum Schritt 50 fortfährt, der Zeitpunkt t₁ nach einem konstanten Zeitraum (t_n+1-t_n) in der 13. Zu diesem Zeitpunkt wird der geschätzte Wert „y“ der Motorkühlwassertemperatur TW zum Zeitpunkt t₁ in der 13, der zum vorherigen Unterbrechungszeitpunkt berechnet worden ist, zum Eingabewert x₁. Zu diesem Zeitpunkt wird der geschätzte Wert „y“ der Motorkühlwassertemperatur TW zum Zeitpunkt t₂ in der 13 aus der Ausgabeschicht (L=4) des ausgewählten neuronalen Netzes ausgegeben.
Nachstehend wird auf die gleiche Art jedes Mal, wenn die Routine unterbrochen wird, der geschätzte Wert „y“ der Motorkühlwassertemperatur TW, der zum Zeitpunkt der vorherigen Unterbrechung berechnet worden ist, zum Eingabewert x₁. Das heißt, falls die Fehlerdiagnoseroutine eines Thermostats gestartet wird, wird nur für das erste Mal der gemessene Wert der Motorkühlwassertemperatur TW als der Eingabewert x₁ verwendet. Danach wird der geschätzte Wert „y“ der nacheinander berechneten Motorkühlwassertemperatur TW als der Eingabewert x₁ verwendet. Auf diese Art wird der geschätzte Wert „y“ der Motorkühlwassertemperatur TW nach dem Motorstart, das heißt die geschätzte Wassertemperatur TWe, berechnet. Diese geschätzte Wassertemperatur TWe wird zur Fehlerdiagnose eines Thermostats verwendet.
Das heißt, im Schritt 507 wird beurteilt, ob die geschätzte Wassertemperatur TWe die in der 7 gezeigte Motorkühlwassertemperatur TW1 überschreitet. Wenn die geschätzte Wassertemperatur TWe die Motorkühlwassertemperatur TW1 nicht überschreitet, endet der Verarbeitungszyklus. Wenn im Gegensatz dazu die geschätzte Wassertemperatur TWe die Motorkühlwassertemperatur TW1 überschreitet, fährt die Routine mit dem Schritt 508 fort, in dem die Differenz ΔTW1 (=TWe-TW) zwischen der geschätzten Wassertemperatur TWe und dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW berechnet wird. Als Nächstes wird im Schritt 509 beurteilt, ob die Differenz ΔTW1 zwischen der geschätzten Wassertemperatur TWe und dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW größer als eine in der 21 gezeigte vorbestimmte Differenz AX ist. Wenn die Differenz ΔTW1 zwischen der geschätzten Wassertemperatur TWe und dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW größer als die vorbestimmte Differenz AX ist, fährt die Routine mit dem Schritt 510 fort, in dem beurteilt wird, dass der Thermostat 78 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet.
Als Nächstes wird im Schritt 511 gegen Anomalien vorgegangen, wenn der Thermostat 78 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet. Als ein Beispiel für dieses Vorgehen gegen Anomalien wird zum Beispiel eine Warnleuchte eingeschaltet. Falls der Thermostat 78 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet, wird des Weiteren die Anstiegsrate der Motorkühlwassertemperatur TW langsamer. Um die Anstiegsrate der Motorkühlwassertemperatur TW anzuheben, kann, als ein Vorgehen gegen Anomalien, falls der Kühlergrill 50 geöffnet ist, der Kühlergrill 50 geschlossen werden. Des Weiteren kann, um die Verbrennungstemperatur anzuheben, die Zündzeitpunktverstellung nach früh verstellt werden. Als Nächstes fährt die Routine mit dem Schritt 517 fort, in dem der Fehlerdiagnosemerker zurückgesetzt wird.
Wenn andererseits im Schritt 509 geurteilt wird, dass die Differenz ΔTW1 zwischen der geschätzten Wassertemperatur TWe und dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW kleiner als die vorbestimmte Differenz AX ist, fährt die Routine mit dem Schritt 512 fort, in dem beurteilt wird, ob die geschätzte Wassertemperatur TWe ihren Scheitelwert überschritten hat. Wenn geurteilt wird, dass die geschätzte Wassertemperatur TWe ihren Scheitelwert überschritten hat, fährt die Routine mit dem Schritt 513 fort, in dem die Differenz ΔTW2 (=TW-TWe) zwischen der geschätzten Wassertemperatur TWe und dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW berechnet wird. Als Nächstes wird im Schritt 514 beurteilt, ob die Differenz ΔTW2 zwischen der geschätzten Wassertemperatur TWe und dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW größer als eine in der 21 gezeigte vorbestimmte Differenz BX ist. Wenn die Differenz ΔTW2 zwischen der geschätzten Wassertemperatur TWe und dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW größer als die vorbestimmte Differenz BX ist, fährt die Routine mit dem Schritt 515 fort, wodurch beurteilt wird, dass der Thermostat 78 unter der Ventilschließanomalie leidet. Als Nächstes wird im Schritt 516 gegen Anomalien dafür, wenn der Thermostat 78 unter der Ventilschließanomalie leidet, vorgegangen. Zum wird eine Warnleuchte eingeschaltet. Als Nächstes fährt die Routine mit dem Schritt 517 fort, in dem der Fehlerdiagnosemerker zurückgesetzt wird.
Auf diese Art werden in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung der Kühlergrill 50, der in der Lage ist, einen laufenden Luftdurchfluss einzustellen, der von außerhalb eines Fahrzeugs zum Umfeld des Motorkörpers 1 einströmt, die Klimaanlageneinrichtung 61, die das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65, dem Motorkühlwasser zugeführt wird, und das Gebläse 63, das Luft zum für die Klimaanlage verwendeten Heizelement 65 bläst, damit erwärmte Luft aus dem für die Klimaanlage verwendeten Heizelement 65 herausströmt, aufweist, und das Motorkühlwasserrezirkulationssystem bereitgestellt. Dieses Motorkühlwasserrezirkulationssystem wird mit Folgendem bereitgestellt: der Wasserpumpe 27, dem Kühlwasserhauptrezirkulationskanal 74, durch den Kühlwasser, das aus der Wasserpumpe 27 herausströmt, durch die Wassermäntel 13 und 14 und den Radiator 28 im Inneren des Motorkörpers 1 strömt und zur Wasserpumpe 27 zurückläuft, dem Kühlwasserunterrezirkulationskanal 90, durch den Kühlwasser, das aus der Wasserpumpe 27 herausströmt, durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 strömt und zur Wasserpumpe 27 zurückläuft, dem Bypasskanal 75, der vom Kühlwasserhauptrezirkulationskanal 74 abzweigt und den Radiator 28 überbrückt, und dem Thermostat 78, der den Kühlwasserdurchfluss einstellt, der vom Kühlwasserhauptrezirkulationskanal 74 und dem Bypasskanal 75 zur Wasserpumpe 27 zurückläuft. Eine Anomalie des Motorkühlwasserrezirkulationssystems wird auf Basis der Motorkühlwassertemperatur detektiert. Vier gelernte neuronale Netze 150A, 150B, 150C und 150D werden unter Verwendung von wenigstens fünf Parametern gespeichert, die aus folgenden bestehen: einer Motorkühlwassertemperatur zum Zeitpunkt des Motorstarts, einer in den Motor aufgenommene Luftmenge, einer in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge, einer Außentemperatur und einer Fahrzeuggeschwindigkeit als Eingabeparameter der neuronalen Netze, wobei ein gemessener Wert der Motorkühlwassertemperatur als Trainingsdaten verwendet wird und wobei die Gewichte der vier Zustände gelernt werden, die folgende umfassen: einen Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, einen Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, einen Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geschlossen ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert, und einen Zustand, in dem der Kühlergrill 50 geöffnet ist und die durch das Gebläse 63 geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 zirkuliert. Die Motorkühlwassertemperatur wird aus den oben erwähnten fünf Parametern unter Verwendung irgendeines der gelernten neuronalen Netze, das dem aktuellen Zustand des Kühlergrills 50 und dem Zirkulationszustand der durch das Gebläse 63 in das für die Klimaanlage verwendete Heizelement 65 geblasenen Luft entspricht, unter den vier gelernten neuronalen Netzen 150A, 150B, 150C und 150D geschätzt. Eine Anomalie des Motorkühlwasserrezirkulationssystems wird auf Basis des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur detektiert.
Als Nächstes wird mit Bezug auf die 25 das Verfahren zur Fehlerdiagnose des Thermostats 78 und des Multifunktionsventils 91, das in einem handelsüblichen Fahrzeug durchgeführt wird, erklärt. Die 25 zeigt die Änderung der Motorkühlwassertemperatur TW ab dem Zeitpunkt des Motorstarts. Wie bereits mit Bezug auf die 7 erklärt worden ist, sei angemerkt, dass, wenn die Kühlwassertemperatur TW niedriger als die gesetzte Wassertemperatur TW2 ist, das Multifunktionsventil 91 geschlossen wird. Wenn andererseits die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW2 ist, wird das Multifunktionsventil 91 ebenfalls geschlossen, falls das AGR-Steuerventil 25 schließt, während das Multifunktionsventil 91 ebenfalls geöffnet, falls das AGR-Steuerventil 25 öffnet.
Mit Bezug auf die 25 zeigt die durchgezogene Linie, wenn der Thermostat 78 und das Multifunktionsventil 91 in einem gewissen Betriebszustand normal arbeiten. Andererseits zeigt die gestrichelte Linie Y1, wenn das Multifunktionsventil 91 weiter geschlossen wird, nachdem die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW2 wird, während die gestrichelte Linie Y2 zeigt, wenn das Multifunktionsventil 91 weiter geöffnet wird, nachdem die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW2 wird. Wenn die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW2 wird, steigt die Temperatur des AGR-Steuerventils 25, des AGR-Kühlers 26 und des Abgaswärmekollektors 23. Daher nimmt zu diesem Zeitpunkt das Kühlwasser, das zum Zirkulieren durch die Kühlwasserunterrezirkulationskanalteile 90B und 90C gebracht wird, Wärme aus dem AGR-Steuerventil 25, dem AGR-Kühler 26 und dem Abgaswärmekollektor 23 auf und seine Temperatur steigt.
Falls daher das Multifunktionsventil 91 weiter geöffnet wird, nachdem die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW2 wird, nimmt die Menge an Kühlwasser zu, das Wärme aus dem AGR-Steuerventils 25, des AGR-Kühlers 26 und des Abgaswärmekollektors 23 aufnimmt und dessen Temperatur steigt. Falls das Multifunktionsventil 91 weiter geöffnet wird, nachdem die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW2 wird, wie durch die gestrichelte Linie Y2 gezeigt wird, wird daher die Temperatur der Motorkühlwassertemperatur TW etwas höher als für den Fall, dass das Multifunktionsventil 91 geschlossen ist (gezeigt durch die gestrichelte Linie Y1).
Andererseits zeigt die gestrichelte Linie Z, wenn das Multifunktionsventil 91 unter einer Ventilöffnungsanomalie leidet, wobei es vom Zeitpunkt des Motorstarts weiter geöffnet bleibt, falls der Thermostat 78 normal ist. Des Weiteren zeigt die Strich-Punkt-Linie den Zeitraum, in dem das Multifunktionsventil 91 normal ist, jedoch der Thermostat 78 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet. Jetzt, zum Zeitpunkt des Motorstarts, sind die Temperaturen des AGR-Kühlers 26 und des Abgaswärmekollektors 23 niedrig, also wird nach dem Motorstart, falls die Menge an Kühlwasser zunimmt, die durch die Kühlwasserunterrezirkulationskanalteile 90B und 90C zirkuliert, die Wärme des Kühlwassers zum Erwärmen des AGR-Kühlers 26 und des Abgaswärmekollektors 23 geraubt, und ein Temperaturanstieg des Kühlwassers wird unterdrückt. Falls daher das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet, wobei es vom Zeitpunkt des Motorstarts weiter geöffnet bleibt, wird die Menge an Kühlwasser erhöht, das direkt ab dem Motorstart zum Zirkulieren durch die Kühlwasserunterrezirkulationskanalteile 90B und 90C gebracht wird, also wird ein Temperaturanstieg des Kühlwassers unterdrückt. Als ein Ergebnis steigt die Motorkühlwassertemperatur TW, wie durch die gestrichelte Linie Z gezeigt wird, schneller an, als wenn der Thermostat 78 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet, steigt jedoch langsamer an, als im Vergleich dazu, wenn der Thermostat 78 normal ist.
Falls das Multifunktionsventil 91 auf diese Art unter der Ventilöffnungsanomalie leidet, unterscheidet sich die Art, wie sich die Motorkühlwassertemperatur TW nach dem Motorstart ändert, von normalen Zeiträumen. Falls die Art, in der sich die gemessene Motorkühlwassertemperatur TW ändert, und die Art, in der sich die Motorkühlwassertemperatur TW in normalen Zeiträumen ändert, verglichen werden, wird es daher möglich, zu beurteilen, ob das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet. Wenn andererseits das Multifunktionsventil 91 unter einer Ventilöffnungsanomalie leidet, wobei es weiter geschlossen bleibt, ändert sich die Temperatur der Motorkühlwassertemperatur TW, wie durch die gestrichelte Linie Y1 gezeigt wird, nachdem die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW2 wird. Wenn daher das Multifunktionsventil 91 weiter geschlossen bleibt, nachdem die Kühlwassertemperatur TW höher als die gesetzte Wassertemperatur TW2 wird, scheint es möglich zu sein, anhand der Differenz zwischen der Temperatur der Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y1 gezeigt wird, und der Temperatur der Motorkühlwassertemperatur TW2, die durch die gestrichelte Linie Y2 gezeigt wird, zu detektieren, dass das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilschließanomalie leidet.
Allerdings ist die Differenz zwischen der Temperatur der Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y1 gezeigt wird, und der Temperatur der Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y2 gezeigt wird, gering. Des Weiteren schwanken die Temperatur der Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y1 gezeigt wird, und die Temperatur der Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y2 gezeigt wird, auch aufgrund anderer Faktoren als dem Öffnungs-/Schließ-Zustand des Multifunktionsventils 91, also ist es schwierig, die Ventilschließanomalie des Multifunktionsventils 91 anhand der Differenz zwischen der Temperatur der Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y1 gezeigt wird, und der Temperatur der Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y2 gezeigt wird, zu detektieren.
Im Gegensatz dazu ist es, wenn das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet, möglich, anhand der Art, wie sich die Motorkühlwassertemperatur TW nach dem Motorstart ändert, zu beurteilen, ob das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher die Ventilöffnungsanomalie des Multifunktionsventils 91 anhand der Art detektiert, wie sich die Motorkühlwassertemperatur TW nach dem Motorstart ändert, und die Ventilschließanomalie des Multifunktionsventils 91 wird durch ein anderes Verfahren detektiert, das später erklärt wird.
Zur Erklärung eines spezifischen Beispiels, das in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zum Detektieren der Ventilöffnungsanomalie des Multifunktionsventils 91 durchgeführt wird, wie in der 25 gezeigt wird, wird, wenn der geschätzte Wert der Motorkühlwassertemperatur TW, der durch die durchgezogene Linie gezeigt wird, die Ventilöffnungstemperatur des Thermostats 78 erreicht, zum Beispiel 70 °C, falls die Differenz ΔTW1 des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur TW minus dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW kleiner als die vorbestimmte Differenz AX ist (21) und größer als eine vorbestimmte Differenz CX ist, geurteilt, dass das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet.
Das heißt, in dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird geurteilt, dass, wenn nach dem Motorstart die Größe des Anstiegs des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur geringer als die Größe des Anstiegs des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur ist, die Anomalie des Betriebs des Thermostats 78 vorliegt, bei der Kühlwasser weiter aus dem Kühlwasserhauptrezirkulationskanal 74 zur Wasserpumpe 27 zirkuliert, während, wenn nach dem Motorstart die Größe des Anstiegs des gemessenen Werts des Motorkühlwassers kleiner als die Größe des Anstiegs des geschätzten Werts des Motorkühlwassers ist und die Größe des Anstiegs des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur größer als die Größe des Anstiegs des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur ist, wenn die Anomalie des Betriebs des Thermostats 78 vorliegt, geurteilt wird, dass die Anomalie des Betriebs des Multifunktionsventils 91 vorliegt, bei der das Multifunktionsventil 91 geöffnet bleibt.
Die 26 bis 28 zeigen eine Fehlerdiagnoseroutine zum Detektieren der Ventilöffnungsanomalie und der Ventilschließanomalie des Thermostats und der Ventilöffnungsanomalie des Multifunktionsventils. Diese Fehlerdiagnoseroutine wird, auf die gleiche Art wie die in der 23 und der 24 gezeigte Fehlerdiagnoseroutine, durch Unterbrechung in jeweils festen Zeiträumen durchgeführt. Es sei angemerkt, dass die von 26 bis 28 gezeigte Fehlerdiagnoseroutine aus der in der 23 und der 24 gezeigten Fehlerdiagnoseroutine besteht, zu der die drei Schritte 509A, 509B und 509C im Bereich S, der in der 27 durch die Strich-Punkt-Linie umgeben ist, hinzugefügt werden. Die anderen Schritte 500 bis 517 sind vollständig die gleichen wie die Schritte 500 bis 517 der in der 23 und der 24 gezeigten Fehlerdiagnoseroutine. Daher wird in der Erklärung der in der 26 bis 28 gezeigten Fehlerdiagnoseroutine die Erklärung der Schritte 500 bis 517 weggelassen. Nur die drei Schritte 509A, 509B und 509C im Bereich S der 27 werden erklärt.
Das heißt, mit Bezug auf die 27 wird im Schritt 509A beurteilt, ob die Differenz ΔTW1 zwischen der geschätzten Wassertemperatur TWe und dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW größer als die voreingestellte Differenz CX ist, die in der 25 gezeigt wird. Wenn die Differenz ΔTW1 zwischen der geschätzten Wassertemperatur TWe und dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW größer als die voreingestellte Differenz CX ist, das heißt, falls der Schritt 509 in Betracht gezogen wird, wenn die Differenz ΔTW1 zwischen der geschätzten Wassertemperatur TWe und dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW kleiner als die voreingestellte Differenz AX (21) und größer als die voreingestellte Differenz CX ist, fährt die Routine mit dem Schritt 509B fort, in dem geurteilt wird, dass die Ventilöffnungsanomalie im Multifunktionsventil 91 vorliegt.
Als Nächstes wird im Schritt 509C gegen Anomalien vorgegangen, wenn das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilöffnungsanomalie leidet. Als ein Beispiel für dieses Vorgehen gegen Anomalien wird zum Beispiel eine Warnleuchte eingeschaltet. Als Nächstes fährt die Routine mit dem Schritt 517 fort. Andererseits fährt die Routine mit dem Schritt 512 fort, wenn im Schritt 509A geurteilt wird, dass die Differenz ΔTW1 zwischen der geschätzten Wassertemperatur TWe und dem gemessenen Wert der Motorkühlwassertemperatur TW kleiner als die voreingestellte Differenz CX ist.
Als Nächstes wird das Verfahren des Detektierens, wenn das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilschließanomalie leidet, erklärt. Wie oben erklärt wird, ist in der 25 die Differenz zwischen der Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y1 gezeigt wird, und der Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y2 gezeigt wird, gering. Des Weiteren schwanken sowohl die Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y1 gezeigt wird, als auch die Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y2 gezeigt wird, aufgrund von anderen Faktoren als dem Öffnungs-/Schließ-Zustand des Multifunktionsventils 91, also ist es schwierig, die Ventilschließanomalie des Multifunktionsventils 91 anhand der Differenz zwischen Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y1 gezeigt wird, und der Motorkühlwassertemperatur TW, die durch die gestrichelte Linie Y2 gezeigt wird, zu detektieren. Daher wird in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung die Ventilschließanomalie des Multifunktionsventils 91 anhand der Änderung der Motorkühlwassertemperatur TW detektiert, wenn eine Anweisung zum Öffnen an das Multifunktionsventil 91 ausgegeben wird, oder wenn eine Anweisung zum Schließen an das Multifunktionsventil 91 ausgegeben wird.
Als Nächstes wird dies unter Bezugnahme auf die 29 erklärt. Die 29 zeigt die Änderungen des Zustands des AGR-Steuerventils 25, den Zustand des Multifunktionsventils 91 und die Motorkühlwassertemperatur TW. Wie in der 29 gezeigt wird, wird, falls das AGR-Steuerventil 25 geöffnet ist, eine Anweisung zum Öffnen des Multifunktionsventils 91 ausgegeben, wodurch das Multifunktionsventil 91 geöffnet wird. Wie in der 29 gezeigt wird, wird des Weiteren, falls das AGR-Steuerventil 25 geschlossen ist, eine Anweisung zum Schließen des Multifunktionsventils 91 ausgegeben, wodurch das Multifunktionsventil 91 geschlossen wird. Wenn andererseits zum Beispiel die Motorkühlwassertemperatur TW 70 °C überschreitet, wird geurteilt, dass das Warmlaufen des Motors abgeschlossen ist. Nachdem das Warmlaufen des Motors abgeschlossen ist, nimmt das Kühlwasser, das zum Zirkulieren durch die Kühlwasserunterrezirkulationskanalteile 90B und 90C gebracht wird, Wärme aus dem AGR-Steuerventil 25 und dem AGR-Kühler 26 und Abgaswärmekollektor 23 auf, und seine Temperatur steigt.
Wenn das Multifunktionsventil 91 geöffnet wird, steigt daher die Motorkühlwassertemperatur TW, wie in der 29 gezeigt wird, während das Multifunktionsventil 91 geschlossen ist, sinkt die Motorkühlwassertemperatur TW. Daher ist es anhand einer Änderung der Motorkühlwassertemperatur TW möglich zu detektieren, ob das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilschließanomalie leidet, wenn das Multifunktionsventil 91 öffnet oder schließt. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher, wie in der 29 gezeigt wird, geurteilt, wenn die Größe des Temperaturanstiegs ΔTW3, wenn ein konstanter Zeitraum tk von dann, wenn eine Anweisung zum Öffnen des Multifunktionsventils 91 ausgegeben wird, verstrichen ist, kleiner als ein vorbestimmter Wert DX ist, dass das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilschließanomalie leidet. Wie in der 29 gezeigt wird, wird des Weiteren geurteilt, wenn die Größe des Temperaturabfalls ΔTW4, wenn ein konstanter Zeitraum tk von dann, wenn eine Anweisung zum Schließen des Multifunktionsventils 91 ausgegeben wird, verstrichen ist, kleiner als der vorbestimmte Wert DX ist, dass das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilschließanomalie leidet.
Das heißt, in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn das AGR-Steuerventil 25 geöffnet wird, das Multifunktionsventil 91 geöffnet, und wenn das AGR-Steuerventil 25 geschlossen ist, wird das Multifunktionsventil 91 geschlossen. Wenn sich das AGR-Steuerventil 25 von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand ändert, wird, falls die Größe des Anstiegs des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur die vorbestimmte Größe oder weniger ist, geurteilt, dass eine Anomalie beim Betrieb des Multifunktionsventils 91 vorliegt, bei der das Multifunktionsventil 91 geschlossen bleibt.
Die 30 und die 31 zeigen eine Routine zu Detektieren der Ventilschließanomalie des Multifunktionsventils 91. Diese Routine wird durch Unterbrechung in jeweils festen Zeiträumen durchgeführt. Mit Bezug auf die 30 wird zuerst im Schritt 600 beurteilt, ob die Ventilschließanomalie des Multifunktionsventils 91 zu Ende detektiert worden ist. Wenn die Ventilschließanomalie des Multifunktionsventils 91 zu Ende detektiert worden ist, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn die Ventilschließanomalie des Multifunktionsventils 91 nicht zu Ende detektiert worden ist, fährt die Routine im Gegensatz dazu mit dem Schritt 601 fort, in dem beurteilt wird, ob das Warmlaufen des Motors abgeschlossen ist. Wenn das Warmlaufen des Motors nicht abgeschlossen ist, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn das Warmlaufen des Motors abgeschlossen ist, fährt die Routine im Gegensatz dazu mit dem Schritt 602 fort.
Im Schritt 602 wird beurteilt, ob die Größe des in der 29 gezeigten Temperaturanstiegs ΔTW3 zu Ende detektiert worden ist. Wenn die Größe des Temperaturanstiegs ΔTW3 zu Ende detektiert worden ist, springt die Routine zum Schritt 607. Falls die Größe des Temperaturanstiegs ΔTW3 nicht zu Ende detektiert worden ist, fährt die Routine im Gegensatz dazu mit dem Schritt 603 fort, in dem beurteilt wird, ob eine Anweisung zum Öffnen des Multifunktionsventils 91 ausgegeben wird. Wenn keine Anweisung zum Öffnen des Multifunktionsventils 91 ausgegeben wird, springt die Routine zum Schritt 607. Wenn im Gegensatz dazu eine Anweisung zum Öffnen des Multifunktionsventils 91 ausgegeben wird, fährt die Routine mit dem Schritt 604 fort, in dem die Motorkühlwassertemperatur TW zu diesem Zeitpunkt zur Wassertemperatur TWO wird. Als Nächstes wird im Schritt 605 beurteilt, ob ein konstanter Zeitraum tk, der in der 29 gezeigt wird, verstrichen ist. Wenn der konstante Zeitraum tk nicht verstrichen ist, springt die Routine zum Schritt 607. Wenn im Gegensatz dazu der konstante Zeitraum tk verstrichen ist, fährt die Routine mit dem Schritt 606 fort, in dem die Wassertemperatur TWO von der Motorkühlwassertemperatur TW zu diesem Zeitpunkt subtrahiert wird, wodurch die Größe des Temperaturanstiegs ΔTW3 berechnet wird. Als Nächstes fährt die Routine mit dem Schritt 607 fort.
Im Schritt 607 wird beurteilt, ob die Größe des in der 29 gezeigten Temperaturanstiegs ΔTW4 zu Ende detektiert worden ist. Wenn die Größe des Temperaturanstiegs ΔTW4 zu Ende detektiert worden ist, springt die Routine zum Schritt 612. Wenn die Größe des Temperaturanstiegs ΔTW4 nicht zu Ende detektiert worden ist, fährt die Routine im Gegensatz dazu mit dem Schritt 608 fort, in dem beurteilt wird, ob eine Anweisung zum Schließen des Multifunktionsventils 91 ausgegeben wird. Wenn keine Anweisung zum Schließen des Multifunktionsventils 91 ausgegeben wird, springt die Routine zum Schritt 612. Wenn im Gegensatz dazu eine Anweisung zum Schließen des Multifunktionsventils 91 ausgegeben wird, fährt die Routine mit dem Schritt 609 fort, in dem die Motorkühlwassertemperatur TW zu diesem Zeitpunkt zur Wassertemperatur TWC wird. Als Nächstes wird im Schritt 610 beurteilt, ob der konstante Zeitraum tk, der in der 29 gezeigt wird, verstrichen ist. Wenn der konstante Zeitraum tk nicht verstrichen ist, springt die Routine zum Schritt 612. Wenn im Gegensatz dazu der konstante Zeitraum tk verstrichen ist, fährt die Routine mit dem Schritt 611 fort, in dem die Motorkühlwassertemperatur TW zu diesem Zeitpunkt von der Wassertemperatur TWC subtrahiert wird, wodurch die Größe des Temperaturabfalls ΔTW4 berechnet wird. Als Nächstes fährt die Routine mit dem Schritt 612 fort.
Im Schritt 612 wird beurteilt, ob die Größe des Temperaturanstiegs ΔTW3 und die Größe des Temperaturabfalls ΔTW4 zu Ende detektiert worden sind. Wenn die Größe des Temperaturanstiegs ΔTW3 und die Größe des Temperaturabfalls ΔTW4 zu Ende detektiert worden sind, fährt die Routine mit dem Schritt 613 fort, in dem beurteilt wird, ob die Größe des Temperaturanstiegs ΔTW3 kleiner als der in der 29 gezeigte vorbestimmte Wert DX ist und ob die Größe des Temperaturabfalls ΔTW4 kleiner als der in der 29 gezeigte vorbestimmte Wert DX ist. Wenn die Größe des Temperaturanstiegs ΔTW3 kleiner als der vorbestimmte Wert DX ist und die Größe des Temperaturabfalls ΔTW4 kleiner als der vorbestimmte Wert DX ist, fährt die Routine mit dem Schritt 614 fort, in dem geurteilt wird, ob das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilschließanomalie leidet. Als Nächstes wird im Schritt 615 ein Vorgehen gegen Anomalien, wenn das Multifunktionsventil 91 unter der Ventilschließanomalie leidet, durchgeführt. Als ein Beispiel für dieses Vorgehen gegen Anomalien wird zum Beispiel eine Warnleuchte eingeschaltet.

Claims

Anomaliedetektionssystem eines Motorkühlwasserrezirkulationssystems, umfassend: einen Kühlergrill (50), der in der Lage ist, einen laufenden Luftdurchfluss einzustellen, der von außerhalb eines Fahrzeugs zum Umfeld eines Motorkörpers (1) einströmt, eine Klimaanlageneinrichtung (61), die ein für die Klimaanlage verwendetes Heizelement (65), dem Motorkühlwasser zugeführt wird, und ein Gebläse (63), das Luft zum für die Klimaanlage verwendeten Heizelement (65) bläst, damit erwärmte Luft aus dem für die Klimaanlage verwendeten Heizelement (65) herausströmt, aufweist, und ein Motorkühlwasserrezirkulationssystem, wobei das Motorkühlwasserrezirkulationssystem Folgendes umfasst: eine Wasserpumpe (27), einen Kühlwasserhauptrezirkulationskanal (74), durch den Kühlwasser, das aus der Wasserpumpe (27) herausströmt, durch einen Wassermantel (13, 14) und einen Radiator (28) im Motorkörper (1) zur Wasserpumpe (27) zurückläuft, einen Kühlwasserunterrezirkulationskanal (90), durch den Kühlwasser, das aus der Wasserpumpe (27) herausströmt, durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) zur Wasserpumpe (27) zurückläuft, einen Bypasskanal (75), der vom Kühlwasserhauptrezirkulationskanal (74) abzweigt und den Radiator (28) überbrückt, und einen Thermostat (78), der einen Kühlwasserdurchfluss einstellt, der vom Kühlwasserhauptrezirkulationskanal (74) und dem Bypasskanal (75) zur Wasserpumpe (27) zurückläuft, wobei eine Anomalie im Motorkühlwasserrezirkulationssystem auf Basis einer Motorkühlwassertemperatur detektiert wird, wobei vier gelernte neuronale Netze (150A, 150B, 150C und 150D) gespeichert sind, die durch Verwenden von wenigstens fünf Parametern ermittelt werden, die aus folgenden bestehen: einer Motorkühlwassertemperatur zum Zeitpunkt des Motorstarts, einer in den Motor aufgenommenen Luftmenge, einer in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge, einer Außentemperatur und einer Fahrzeuggeschwindigkeit als Eingabeparameter der neuronalen Netze (150A, 150B, 150C und 150D), und durch Verwenden eines gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur als Trainingsdaten, um Gewichte für vier Zustände zu lernen, die folgende umfassen: einen Zustand, in dem der Kühlergrill (50) geschlossen ist und die durch das Gebläse (63) geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) zirkuliert, einen Zustand, in dem der Kühlergrill (50) geöffnet ist und die durch das Gebläse (63) geblasene Luft nicht durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) zirkuliert, einen Zustand, in dem der Kühlergrill (50) geschlossen ist und die durch das Gebläse (63) geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) zirkuliert, und einen Zustand, in dem der Kühlergrill (50) geöffnet ist und die durch das Gebläse (63) geblasene Luft durch das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) zirkuliert, wobei die Motorkühlwassertemperatur aus den fünf Parametern unter Verwendung irgendeines der gelernten neuronalen Netze (150A, 150B, 150C und 150D), das einem aktuellen Zustand des Kühlergrills (50) und einem Zirkulationszustand der durch das Gebläse (63) in das für die Klimaanlage verwendete Heizelement (65) geblasenen Luft entspricht, unter den vier gelernten neuronalen Netzen (150A, 150B, 150C und 150D) geschätzt wird, und wobei eine Anomalie des Motorkühlwasserrezirkulationssystems auf Basis eines geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur detektiert wird.
Anomaliedetektionssystem eines Motorkühlwasserrezirkulationssystems nach Anspruch 1, wobei, wenn nach dem Motorstart eine Größe des Anstiegs des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur geringer als eine Größe des Anstiegs des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur ist, geurteilt wird, dass eine Anomalie beim Betrieb des Thermostats (78) vorliegt, bei welcher Kühlwasser weiter aus dem Kühlwasserhauptrezirkulationskanal (74) zur Wasserpumpe (27) zirkuliert.
Anomaliedetektionssystem eines Motorkühlwasserrezirkulationssystems nach Anspruch 1, wobei, wenn nach dem Motorstart eine Größe des Anstiegs des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur höher als eine Größe des Anstiegs des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur ist, geurteilt wird, dass eine Anomalie beim Betrieb des Thermostats (78) vorliegt, bei welcher die Zirkulation von Kühlwasser aus dem Kühlwasserhauptrezirkulationskanal (74) zur Wasserpumpe (27) gestoppt bleibt.
Anomaliedetektionssystem eines Motorkühlwasserrezirkulationssystems nach Anspruch 1, wobei zusätzlich zu den fünf Parametern eine Zündzeitpunktverstellung, eine AGR-Rate, eine Öffnungszeiteinstellung eines Auslassventils (8) und eine Motordrehzahl zu Eingabeparametern der neuronalen Netze (150A, 150B, 150C und 150D) werden.
Anomaliedetektionssystem eines Motorkühlwasserrezirkulationssystems nach Anspruch 1, wobei Kühlwasser, das durch den Kühlwasserunterrezirkulationskanal (90) strömt, einem AGR-Kühler (26) zugeführt wird, wobei das Kühlwasser, das aus einem Wassermantel (13, 14) im Inneren des Motorkörpers (1) herausströmt, durch ein Multifunktionsventil (91) dem Kühlwasserunterrezirkulationskanal (90) vorgelagert dem AGR-Kühler (26) zugeführt wird, wenn nach dem Motorstart eine Größe des Anstiegs des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur kleiner als eine Größe des Anstiegs des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur ist, geurteilt wird, dass eine Anomalie beim Betrieb des Thermostats (78) vorliegt, bei der das Kühlwasser weiter aus dem Kühlwasserhauptrezirkulationskanal (74) zur Wasserpumpe (27) zirkuliert, und wenn nach dem Motorstart die Größe des Anstiegs des gemessenen Werts des Motorkühlwassers kleiner als die Größe des Anstiegs des geschätzten Werts des Motorkühlwassers ist und die Größe des Anstiegs des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur größer als die Größe des Anstiegs des gemessenen Werts der Motorkühlwassertemperatur ist, wenn eine Anomalie des Betriebs des Thermostats (78) vorliegt, geurteilt wird, dass eine Anomalie des Betriebs des Multifunktionsventils (91) vorliegt, bei der das Multifunktionsventil (91) geöffnet bleibt.
Anomaliedetektionssystem eines Motorkühlwasserrezirkulationssystems nach Anspruch 5, wobei, wenn ein AGR-Steuerventil (25) geöffnet wird, das Multifunktionsventil (91) geöffnet wird, wenn das AGR-Steuerventil (25) geschlossen wird, das Multifunktionsventil (91) geschlossen wird, und wenn das AGR-Steuerventil (25) sich von einem geschlossenen Zustand zu einem geöffneten Zustand ändert, falls die Größe des Anstiegs des geschätzten Werts der Motorkühlwassertemperatur eine vorbestimmte Größe oder kleiner ist, geurteilt wird, dass eine Anomalie beim Betrieb des Multifunktionsventils (91) vorliegt, bei der das Multifunktionsventil (91) geschlossen bleibt.