DE112009005254B4 - Control system for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Regelungs-/Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor (1), wobei das Regelungs-/Steuerungssystem dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel (20) zum Berechnen eines Regelungs-/Steuerungsparameters (IDTH) des Motors (1) unter Verwendung eines Stationärer-Motorbetriebszustand-Models und eines Instationärer-Motorbetriebszustand-Models, wobei das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model einem stationären Betrieb des Motors (1) entspricht und einen vorbestimmten Betriebsparameter (THCMD) des Motors (1) unter Verwendung eines neuronalen Netzes (SOMSS) ausgibt, und das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model einem instationären Betrieb des Motors (1) entspricht und den vorbestimmten Betriebsparameter (THCMD) unter Verwendung eines anderen neuronalen Netzes (SOMTS) ausgibt, wobei die Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel (20) umfassen: Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel (20) zum Bestimmen, ob der Motor (1) sich in dem instationären Betriebszustand befindet oder nicht; und Auswahlmittel (20) zum Auswählen eines aus dem Stationärer-Motorbetriebszustand-Model und dem Instationärer-Motorbetriebszustand-Model gemäß dem Bestimmungsergebnis der Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel, wobei die Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel (20) den Regelungs-/Steuerungsparameter (IDTH) gemäß der Betriebsparameter(THCMD)-Ausgabe des ausgewählten Models berechnen, wobei die Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel (20) bestimmen, dass sich der Motor (1) in dem stationären Betriebszustand befindet, wenn Änderungsbeträge (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) von Eingabeparametern (GAIRCMD, PB, PI, NE), welche zur Berechnung des Regelungs-/Steuerungsparameters (IDTH) des Motors (1) verwendet werden, während einer Zeitdauer kleiner als ein vorbestimmter Änderungsbetrag (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH) sind, ...A control system for an internal combustion engine (1), the control system being characterized by comprising: control parameter calculating means (20) for calculating a control (IDTH) parameter of the engine (1) at Use of a stationary-engine-operating-state model and an unsteady-engine operating-state model, wherein the stationary-engine-operating-state model corresponds to stationary operation of the engine (1) and a predetermined operating parameter (THCMD) of the engine (1) using a neural network (SOMSS ), and the unsteady engine operating state model corresponds to a transient operation of the engine (1) and outputs the predetermined operating parameter (THCMD) using another neural network (SOMTS), the control parameter calculating means (20) comprising: Unsteady engine operating condition determining means (20) for determining whether the engine (1) is in the transient operating state or not; and selecting means (20) for selecting one of the stationary-engine-operation-state model and the unsteady-engine-operation-state model according to the determination result of the in-vehicle engine operation state determination means, the control parameter calculation means (20) determining the control parameter (IDTH ) according to the operating parameter (THCMD) output of the selected model, the transient engine operating state determining means (20) determining that the engine (1) is in the steady-state operating state when change amounts (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) used for calculating the control parameter (IDTH) of the engine (1) are smaller than a predetermined amount of change (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH) during a period of time, ...
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Regelungs-/Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor, und insbesondere auf ein System zum Regeln/Steuern des Motors unter Verwendung eines neuronalen Netzes.The present invention relates to a control system for an internal combustion engine, and more particularly to a system for controlling the engine using a neural network.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Das
In dieser Vorrichtung werden eine Mehrzahl von Motorbetriebsbereichen gemäß den Eingabeparametern eingestellt und der Berechnungspfad in dem verwendeten neuronalen Netz wird gemäß dem Motorbetriebsbereich verändert.In this apparatus, a plurality of engine operating regions are set according to the input parameters, and the calculation path in the neural network used is changed according to the engine operating region.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNGOVERVIEW OF THE INVENTION
Durch die Erfindung zu lösende ProblemeProblems to be solved by the invention
Wenn ein Motorbetriebsparameter, wie beispielsweise das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, in Anlehnung an anderen Motorbetriebsparametern geschätzt (berechnet) wird, kann sich die Schätzungsgenauigkeit stark ändern, abhängig davon, ob der Motorbetriebszustand ein stationärer Motorbetriebszustand oder ein instationärer Motorbetriebszustand ist. Die Vorrichtung aus Patentdokument 1 geht mit dem instationären Betriebszustand dadurch um, dass frühere Werte des Motorbetriebsparameters eingegeben werden. Allerdings besteht eine Möglichkeit, dass die Vorrichtung mit dem instationären Betriebszustand unter Verwendung von nur einem neuronalen Netz nicht umgehen kann. Ferner wird die Größe von einem neuronalen Netz sehr groß, wodurch der Aufwand an erforderlicher Berechnung zunimmt.When an engine operating parameter, such as the air-fuel ratio, is estimated (calculated) based on other engine operating parameters, the estimation accuracy may vary greatly depending on whether the engine operating condition is a stationary engine operating condition or a transient engine operating condition. The apparatus of Patent Document 1 deals with the transient operating condition by inputting previous values of the engine operating parameter. However, there is a possibility that the device can not handle the transient operating state using only one neural network. Furthermore, the size of a neural network becomes very large, which increases the amount of computation required.
Aus der
Aus der
Darüber hinaus beschreibt die
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Regelungs-/Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, welches ein neuronale Netz nicht nur in einem stationären Motorbetriebszustand sondern auch in einem instationären Betriebszustand derart einsetzt, dass es möglich ist, eine Regelungs-/Steuerungsgenauigkeit bei Unterdrückung der Berechnungslast während des Motorbetriebs zu verbessern.The object of the present invention is to provide a control system for an internal combustion engine which employs a neural network not only in a stationary engine operating state but also in a transient operating state such that it is possible to provide control accuracy in suppressing the engine Calculation load to improve during engine operation.
Mittel zum Lösen der Aufgabe Means for solving the problem
Zum Lösen der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Regelungs-/Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor bereit, umfassend Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Regelungs-/Steuerungsparameters (IDTH) des Motors unter Verwendung eines Stationärer-Motorbetriebszustand-Models und eines Instationärer-Motorbetriebszustand-Models. Das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model entspricht einem stationären Betrieb des Motors und gibt einen vorbestimmten Betriebsparameter (THCMD) des Motors unter Verwendung eines neuronalen Netzes. (SOMSS) aus. Das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model entspricht einem instationären Betrieb des Motors und gibt den vorbestimmten Betriebsparameter (THCMD) unter Verwendung eines anderen neuronalen Netzes (SOMTS) aus. Die Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel umfassen Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel und Auswahlmittel. Die Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel bestimmen, ob der Motor sich in dem instationären Betriebszustand befindet oder nicht. Die Auswahlmittel wählen eines aus dem Stationärer-Motorbetriebszustand-Model und dem Instationärer-Motorbetriebszustand-Model aus, gemäß dem Bestimmungsergebnis der Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel. Die Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel berechnen den Regelungs-/Steuerungsparameter (IDTH) gemäß der Betriebsparameter(THCMD)-Ausgabe des ausgewählten Models. Die Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel bestimmen, dass sich der Motor in dem stationären Betriebszustand befindet, wenn Änderungsbeträge (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) von Eingabeparametern (GAIRCMD, PB, PI, NE), welche zur Berechnung des Regelungs-/Steuerungsparameters (IDTH) des Motors verwendet werden, während einer Zeitdauer kleiner als ein vorbestimmter Änderungsbetrag (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH) sind. Die Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel bestimmen, dass sich der Motor in dem instationären Betriebszustand befindet, wenn wenigstens einer von Änderungsbeträgen (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) der Eingabeparameter (GAIRCMD, PB, PI, NE), welche in das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model eingegeben werden, während einer Zeitdauer größer als ein vorbestimmter Änderungsbetrag (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH) ist. Ferner wird ein erster Satz von Eingabeparametern (GAIRCMD, PB, PI, NE) in das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model eingegeben und wird ein zweiter Satz von Eingabeparametern (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) in das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model eingegeben, wobei der zweite Satz von Eingabeparametern (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) Änderungsbeträgen von dem ersten Satz von Eingabeparametern (GAIRCMD, PB, PI, NE) für eine konstante Zeitperiode (TC) entspricht.In order to achieve the above object, the present invention provides a control system for an internal combustion engine, comprising control parameter calculating means for calculating a control parameter (IDTH) of the engine using a stationary-engine running-state model and an unsteady-state engine operating condition models. The steady-state engine operating mode model corresponds to stationary operation of the engine and outputs a predetermined operating parameter (THCMD) of the engine using a neural network. (SOMSS) off. The unsteady engine operating mode model corresponds to transient operation of the engine and outputs the predetermined operating parameter (THCMD) using another neural network (SOMTS). The control parameter calculating means includes transient engine operating state determining means and selecting means. The unsteady engine operating state determining means determines whether or not the engine is in the transient operating state. The selection means selects one of the stationary-engine-operation-state model and the unsteady-engine-operation-state model according to the determination result of the in-station-engine-operation-state determination means. The control parameter calculating means calculates the control / control parameter (IDTH) according to the operation parameter (THCMD) output of the selected model. The on-state engine operating condition determining means determines that the engine is in the steady-state operating condition when change amounts (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) of input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) used to calculate the control parameter (FIG. IDTH) of the motor during a period of time are smaller than a predetermined amount of change (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH). The on-state engine operating condition determining means determines that the engine is in the transient operating condition when at least one of change amounts (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) of the input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) which is in the steady-state engine operating condition Model is input during a period of time greater than a predetermined amount of change (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH). Further, a first set of input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) is input to the steady state engine operating mode model, and a second set of input parameters (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) is input to the transient engine operating state model the second set of input parameters (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) corresponds to amounts of change from the first set of input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) for a constant time period (TC).
Mit dieser Konfiguration wird der Regelungs-/Steuerungsparameter des Motors unter Verwendung des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models, welches einem stationären Betrieb des Motors entspricht, und welches einen vorbestimmten Betriebsparameter des Motors unter Verwendung eines neuronalen Netzes ausgibt, und des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models berechnet, welches einem instationären Zustand des Motors entspricht, und welches den vorbestimmten Betriebsparameter unter Verwendung eines anderen neuronalen Netzes ausgibt. Insbesondere wird es bestimmt, ob der Motor sich in dem instationären Betriebszustand befindet oder nicht, und ein aus dem Stationärer-Motorbetriebszustand-Model und dem Instationärer-Motorbetriebszustand-Model wird gemäß dem Bestimmungsergebnis ausgewählt und der Regelungs-/Steuerungsparameter wird gemäß der Ausgabe des ausgewählten Models berechnet. Somit kann der Regelungs-/Steuerungsparameter erhalten werden, welcher sowohl für den Zustand eines stationären Betriebs als auch für den Zustand eines instationären Betriebs des Motors geeignet ist, wodurch die Regelungs-/Steuerungsgenauigkeit mit dem mittels dem Betriebsparameter berechneten Regelungs-/Steuerungsparameter erhöht wird.With this configuration, the control / regulation parameter of the engine is calculated by using the stationary-engine-operation-state model, which corresponds to steady-state operation of the engine, and outputs a predetermined operation parameter of the engine using a neural network, and the non-stationary-engine-operation-state model , which corresponds to a transient state of the motor, and which outputs the predetermined operating parameter using another neural network. Specifically, it is determined whether or not the engine is in the transient operating state, and one of the steady state engine operating state model and the inoperative engine operating state model is selected according to the determination result, and the control parameter is selected according to the output of the selected one Models calculated. Thus, the control parameter suitable for both the steady-state and non-steady-state operation of the engine can be obtained, thereby increasing the control accuracy with the control parameter calculated by the operation parameter.
Ferner werden der erste und der zweite Satz von Eingabeparametern, welche voneinander verschieden sind, in das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model und das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model jeweils eingegeben und die Berechnung der Modelausgabe wird nur bezüglich eines durch die Auswahlmittel ausgewählten Models durchgeführt. Dementsprechend ist es nicht erforderlich die den neuronalen Netzen entsprechenden Berechnungen in den zwei Modellen durchzuführen, wodurch die Berechnungslast unterdrückt wird.Further, the first and second sets of input parameters, which are different from each other, are input to the stationary-engine-operation-state model and the in-stationary-engine-operation-state model, respectively, and the calculation of the model output is performed only with respect to a model selected by the selection means. Accordingly, it is not necessary to perform the calculations corresponding to the neural networks in the two models, thereby suppressing the computation load.
Ferner wird bestimmt, dass der Motor sich in dem instationären Betriebszustand befindet, wenn wenigstens einer der Änderungsbeträge der Eingabeparameter (GAIRCMD, PB, PI, NE), welche in das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model eingegeben werden, größer als der vorbestimmte Änderungsbetrag ist. Dementsprechend kann der instationäre Betriebszustand, in welchem das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model verwendet werden soll, angemessen bestimmt werden.Further, it is determined that the engine is in the transient operating state when at least one of the change amounts of the input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) input to the in-vehicle engine running state model is larger than the predetermined change amount. Accordingly, the transient operating state in which the transient engine running state model is to be used can be appropriately determined.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
MITTEL ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNGMeans for carrying out the invention
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Figuren erläutert.Preferred embodiments of the present invention will now be explained with reference to the figures.
Der Motor
Die Turbine
Das Ansaugrohr
Ein Abgasrückführungsdurchgang
Ein Ansaugluftdurchsatz-Sensor
Diese Sensoren
Ein mager NOx Katalysator
Ein Beschleunigungssensor
Die ECU
Die ECU
Die ECU
In dieser Ausführungsform wird die Zieldrosselventilöffnung THCMD mittels einer selbst-organisierenden Karte SOMSS eines Stationärer-Motorbetriebszustand-Models und einer selbst-organisierenden Karte SOMTS eines Instationärer-Motorbetriebszustand-Models berechnet. Die selbst-organisierende Karte SOMSS eines Stationärer-Motorbetriebszustand-Models entspricht eisern stationären (dauerhaften) Betriebszustand des Motors
Die selbst-organisierende Karte wird nachfolgend detailliert beschrieben.The self-organizing map is described in detail below.
Ein Eingabedatenvektor xj, welcher aus „N” Elemente besteht, ist durch die folgende Gleichung (1) definiert, und ein Gewichtungsvektor wi von jedem Neuron, welches die selbst-organisierende Karte bildet, ist durch die folgende Gleichung (2) definiert. Eine Anzahl von Neuronen ist durch „M” bezeichnet. D. h. ein Parameter „i” nimmt Werte von „1” bis „M” an. Ein initialwert des Gewichtungsvektors wi ist unter Verwendung einer Zufallszahl gegeben.
Für jedes der „M” Neuronen wird ein euklidischer Abstand DWX (= |wi – xj|) zwischen dem Eingabedatenvektor xj und dem Gewichtungsvektor wi des entsprechenden Neurons berechnet. Ein Neuron, dessen Abstand DWX einen Minimalwert annimmt, wird als das Gewinnerneuron definiert. Der euklidische Abstand DWX wird durch die folgende Gleichung (3) berechnet. [Gl. 1] For each of the "M" neurons, an Euclidean distance DWX (= | wi-xj |) between the input data vector xj and the weighting vector wi of the corresponding neuron is calculated. A neuron whose distance DWX takes a minimum value is defined as the winner neuron. The Euclidean distance DWX is calculated by the following equation (3). [Eq. 1]
Als nächstes werden die Gewichtungsvektoren wi des Gewinnerneurons und der Neuronen, die in einer Neuronenmenge Nc in der Nachbarschaft des Gewinnerneurons enthalten sind, durch die folgende Gleichung (4) aktualisiert. In der Gleichung (4) bezeichnen „α(t)” einen Trainingskoeffizienten und „t” eine Anzahl der Trainingseinheiten (nachfolgend einfach als „Trainingsanzahl” bezeichnet). Der Trainingskoeffizient α(t) ist zum Beispiel auf „0,8” als Initialwert gesetzt, und wird derart eingestellt, dass er mit einer Zunahme der Trainingsanzahl „t” abnimmt.
Die Gewichtungsvektoren wi der Neuronen, die in der Neuronenmenge Nc nicht enthalten sind, behalten einen vorhergehenden Wert, wie durch die folgende Gleichung (5) gezeigt.
Es sei angemerkt, dass die Neuronenmenge Nc ebenfalls eine Funktion der Trainingsanzahl „t” ist, und derart eingestellt ist, dass ein Bereich der Nachbarschaft des Gewinnerneurons mit Zunahme der Trainingsanzahl „t” enger wird. Die Gewichtungsvektoren des Gewinnerneurons und der Neuronen in der Nachbarschaft des Gewinnerneurons werden durch Aktualisieren mit der Gleichung (4) verändert, um sich dem Eingabedatenvektor anzunähern.It should be noted that the neuron amount Nc is also a function of the training number "t", and is set so that an area of the vicinity of the winning neuron becomes narrower as the training number "t" increases. The weighting vectors of the winner neuron and the neurons in the neighborhood of the winner neuron are changed by updating with the equation (4) to approximate the input data vector.
Falls die Berechnung gemäß der oben beschriebenen Trainingsregel für viele Eingabedatenvektoren durchgeführt wird, widerspiegelt die Verteilung der „M” Neuronen die Verteilung der Eingabedatenvektoren. Zum Beispiel verteilen sich, dann, wenn die Eingabedatenvektoren zu zweidimensionalen Vektoren vereinfacht werden und die Verteilung der Eingabedatenvektoren auf einer zweidimensionalen Ebene dargestellt ist, die Neuronen gleichförmig über die Ebene, wenn die Eingabedatenvektoren sich über die Ebene gleichförmig verteilen. Falls Ungleichförmigkeit in der Verteilung der Eingabedatenvektoren herrscht (falls Änderungen in der Verteilungsdichte vorhanden sind), dann wird aus der Verteilung der Neuronen schließlich eine Verteilung, welche eine ähnliche Ungleichförmigkeit aufweist.If the calculation is performed according to the training rule described above for many input data vectors, the distribution of the "M" neurons reflects the distribution of the input data vectors. For example, when the input data vectors to two-dimensional vectors are simplified and the distribution of the input data vectors is represented on a two-dimensional plane, the neurons spread uniformly across the plane as the input data vectors spread uniformly across the plane. Finally, if there is nonuniformity in the distribution of the input data vectors (if there are changes in the distribution density), then the distribution of the neurons eventually becomes a distribution having similar nonuniformity.
Die selbst-organisierende Karte, welche wie oben beschrieben erhalten wurde, kann weiterhin durch Anwendung des Lernende-Vektorquantisierung-(LVQ)-Algorithmus modifiziert werden, wodurch eine geeignetere Verteilung der Neuronen erhalten wird.The self-organizing map obtained as described above may be further modified by application of the Learner Vector Quantization (LVQ) algorithm, thereby obtaining a more appropriate distribution of the neurons.
Die in
Beim Training der selbst-organisierenden Karte wird ein Gewichtungskoeffizientenvektor Ci (i = 1 bis M), welches durch folgende Gleichung (11) ausgedrückt ist, unter Verwendung des Eingabedatenvektors xTH und der tatsächlichen Drosselventilöffnung TH, welche dem Eingabedatenvektor xTH entspricht, berechnet und gespeichert. Der Gewichtungskoeffizientenvektor Ci wird entsprechend jedem Neuron NRi berechnet und gespeichert.
Bei dem tatsächlichen Regelungs-/Steuerungsvorgang wird der Bereich RNRi, welcher den gegenwärtigen Betriebspunkt auf der Karte umfasst, zuerst ausgewählt. Der Betriebspunkt ist durch die Zielansaugluftmenge GAIRCMD und den Ladedruck PB definiert, welche Elemente des Eingabedatenvektors xTH sind. Als nächstes werden der Gewichtungskoeffizientenvektor Ci, welcher dem den Bereich RNRi darstellenden Neuron NRi entspricht, und der Eingabedatenvektor xTH auf die folgende Gleichung (12) angewendet, um die Zieldrosselventilöffnung THCMD zu berechnen.
Andererseits werden die Änderungsbeträge, die den Eingabeparametern der selbst-organisierenden Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models entsprechen auf die selbst-organisierende Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models als Eingabeparameter angewandt. Insbesondere werden ein Zielansaugluftdurchsatz-Änderungsbetrag DGAIRCMD, ein Ladedruck-Änderungsbetrag DPB, ein Ansaugdruck-Änderungsbetrag DPI und ein. Drehgeschwindigkeit-Änderungsbetrag DNE durch die folgenden Gleichungen (21)–(24) berechnet und als Eingabeparameter auf die selbst-organisierende Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models angewandt. In diesen Gleichungen ist „k” eine mit einer Berechnungsperiode TC der Zieldrosselventilöffnung THCMD digitalisierten diskreten Zeit.
Ein durch die folgende Gleichung (26) gezeigter Gewichtungskoeffizientenvektor CDi (i = 1 – M) wird durch Trainieren mit derselben Methode berechnet, als die, die für das Trainieren der selbst-organisierenden Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models verwendet wurde.
Wenn die selbst-organisierende Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models verwendet wird, wird die Zieldrosselventilöffnung TH-CMD durch die folgende Gleichung (27) berechnet. Diese Gleichung (27) entspricht der Gleichung, die das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model in dieser Ausführungsform definiert.
Wie aus
In Schritt S11 wird eine GAIRCMD-Karte (nicht gezeigt) gemäß dem Gaspedal-Betätigungsbetrag AP und der Motordrehgeschwindigkeit NE abgerufen, um den Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD zu berechnen. Die GAIRCMD-Karte ist derart eingestellt, dass der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD mit Zunahme des Gaspedal-Betätigungsbetrages AP zunimmt, und der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD mit Zunahme der Motordrehgeschwindigkeit NE zunimmt.In step S11, a GAIRCMD map (not shown) is retrieved according to the accelerator operation amount AP and the engine rotation speed NE to calculate the target intake air flow rate GAIRCMD. The GAIRCMD map is set such that the target intake air flow rate GAIRCMD increases as the accelerator pedal operation amount AP increases, and the target intake air flow rate GAIRCMD increases as the engine rotation speed NE increases.
Im Schritt S12 wird eine GAIRMAX-Karte (nicht gezeigt) gemäß der Motordrehgeschwindigkeit NE und dem Ladedruck PB abgerufen, um den maximalen Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX zu berechnen. Die GAIRMAX-Karte ist derart eingestellt, dass der maximale Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX mit Zunahme der Motordrehgeschwindigkeit NE zunimmt, und der maximale Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX mit Zunahme des Ladedrucks PB zunimmt.In step S12, a GAIRMAX map (not shown) is retrieved according to the engine rotational speed NE and the boost pressure PB to calculate the maximum intake air flow rate GAIRMAX. The GAIRMAX map is set so that the maximum intake air flow GAIRMAX increases with increase in the engine rotation speed NE, and the maximum intake air flow GAIRMAX increases with increase of the boost pressure PB.
Im Schritt S13 wird der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH durch Multiplizieren des vorbestimmten Schwellenwertkoeffizienten KTH mit dem maximalen Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX berechnet. Im Schritt S14 wird bestimmt, ob der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD kleiner als der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH ist oder nicht. Falls die Antwort im Schritt S14 bejahend ist (JA), wird das in
Falls der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD gleich dem oder größer als der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH im Schritt S14 ist, wird die Zieldrosselventilöffnung THCMD auf die maximale Öffnung THMAX eingestellt.If the target intake air flow rate GAIRCMD is equal to or greater than the determination threshold GAIRTH in step S14, the target throttle valve opening THCMD is set to the maximum opening THMAX.
Im Schritt S21 aus
Im Schritt S22 wird bestimmt, ob der Ansaugluftdurchsatz-Änderungsbetrag DGAIRCMD größer als ein vorbestimmter Luftdurchsatz-Änderungsbetrag DGATH ist oder nicht. Falls die Antwort auf Schritt S22 negativ ist (NEIN) ist, wird es ferner bestimmt, ob der Ladedruck-Änderungsbetrag größer als ein vorbestimmter Ladedruck-Änderungsbetrag DPBTH ist oder nicht (Schritt S23). Falls die Antwort auf Schritt S23 negativ ist (NEIN), wird es ferner bestimmt, ob der Ansaugdruck-Änderungsbetrag DPI größer als ein vorbestimmter Ansaugdruck-Änderungsbetrag DPITH ist oder nicht (Schritt S24). Falls die Antwort auf Schritt S24 negativ ist (NEIN), wird ferner bestimmt, ob der Drehgeschwindigkeit-Änderungsbetrag DNE größer als ein vorbestimmter Drehgeschwindigkeit-Änderungsbetrag DNETH ist (Schritt S25).In step S22, it is determined whether or not the intake air flow rate change amount DGAIRCMD is greater than a predetermined air flow rate change amount DGATH. If the answer to step S22 is negative (NO), it is further determined whether or not the boost pressure changing amount is larger than a predetermined boost pressure changing amount DPBTH (step S23). If the answer to step S23 is negative (NO), it is further determined whether or not the intake pressure change amount DPI is larger than a predetermined intake pressure change amount DPITH (step S24). If the answer to step S24 is negative (NO), it is further determined whether the rotational speed change amount DNE is greater than a predetermined rotational speed change amount DNETH (step S25).
Falls irgendeiner der Antworten auf die Schritte S22–S25 bejahend (JA) ist, dann wird bestimmt, dass der Motor
Andererseits, falls die Antwort aus Schritt S25 negativ (NEIN) ist, dann wird bestimmt, dass der Motor
Die CPU in der ECU
Wie oben in dieser Ausführungsform beschrieben wird der Antriebsparameter IDTH des Aktuators
Der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD, der Ladedruck PB, der Ansaugdruck PI und die Motordrehgeschwindigkeit NE werden in die selbst-organisierende Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models eingegeben, während die Änderungsbeträge von denjenigen Eingabeparametern in die selbst-organisierende Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models eingegeben werden. Ferner wird in dem stationären Betriebszustand des Motors nur die Berechnung in Bezug auf die selbst-organisierende Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models durchgeführt und in dem instationären Betriebszustand des Motors nur die Berechnung in Bezug auf die selbst-organisierende Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models durchgeführt. Somit ist es nicht erforderlich, die Berechnungen, die den neuronalen Netze entsprechen, in den zwei Modellen durchzuführen, wodurch die Berechnungslast unterdrückt wird.The target intake air flow rate GAIRCMD, the supercharging pressure PB, the intake pressure PI, and the engine rotation speed NE are input to the self-organizing map SOMSS of the steady-state engine operating state model, while the amounts of change from those input parameters to the self-organizing map SOMTS of the transient engine operating state model be entered. Further, in the stationary operating state of the engine, only the calculation is made with respect to the self-organizing map SOMSS of the stationary-engine running-state model, and in the transient operating state of the engine, only the calculation with respect to the self-organizing map SOMTS of the on-state engine running state -Models performed. Thus, it is not necessary to perform the calculations corresponding to the neural networks in the two models, thereby suppressing the computation load.
Ferner wird es bestimmt, dass der Motor
In dieser Ausführungsform bildet die ECU
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben-beschriebenen Ausführungsform beschränkt und verschiedene Abwandlungen können vorgenommen werden. Beispielsweise wird in der oben-beschriebenen Ausführungsform ein Beispiel dafür gezeigt, dass die Zieldrosselventilöffnung THCMD der vorbestimmte Betriebsparameter ist. Alternativ kann, als der vorbestimmte Betriebsparameter ein aus dem Motor
Wenn der NOx-Betrag berechnet wird, werden die Motordrehgeschwindigkeit NE, die Kraftstoffzufuhrmenge (Kraftstoffeinspritzmenge), das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, eine Temperatur der in die Turbine
Wenn das Verhältnis der Abgsrückführung berechnet wird, werden der Ladedruck PB, der Ansaugdruck PI, die EGR-Ventilöffnung, der Ansaugluftdurchsatz GAIR, das Kraftstoff-Luft-Verhältnis, die Motordrehgeschwindigkeit NE, die Schaufelöffnung θvgt der Turbine
Wenn der Ansaugluftdurchsatz berechnet wird, werden die Drosselventilöffnung TH, der Ladedruck PB, der Ansaugdruck PI und die Motordrehgeschwindigkeit NE als Eingabeparameter der selbst-organisierenden Karte des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models angewandt, um den Ansaugluftdurchsatz zu berechnen, und die Änderungsbeträge, welche den Eingabeparametern der selbst-organisierenden Karte des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models werden als die Eingabeparameter der selbst-organisierenden Karte des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models angewandt.When the intake air flow rate is calculated, the throttle valve opening TH, the boost pressure PB, the intake pressure PI, and the engine rotation speed NE are used as input parameters of the self-organizing map of the steady state engine operation state model to calculate the intake air flow rate and the change amounts corresponding to the input parameters The self-organizing map of the stationary engine running state model is used as the input parameters of the self-organizing map of the in-state engine running state model.
Ferner wird in der oben-beschriebenen Ausführungsform die selbst-organisierende Karte als das neuronales Netz verwendet. Alternativ kann das neuronale Netz, das als sogenanntes „Perzeptron” bekannt ist, verwendet werden.Further, in the above-described embodiment, the self-organizing map is used as the neural network. Alternatively, the neural network known as the so-called "perceptron" may be used.
Die vorliegende Erfindung kann auch zur Regelung/Steuerung eines Antriebsmotors eines Wasserfahrzeugs, wie beispielsweise eines Außenbordmotors mit einer sich vertikal erstreckenden Kurbelwelle eingesetzt werden.The present invention can also be used to control a marine engine drive motor, such as an outboard motor having a vertically extending crankshaft.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 22
- Ansaugrohrintake
- 1919
- Aktuatoractuator
- 2020
- elektronische Regelungs-/Steuerungseinheit (Regelnungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel, Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel, Auswahlmittel)electronic control unit (control parameter calculating means, unsteady engine operating condition determining means, selecting means)
- 2222
- LadedrucksensorBoost pressure sensor
- 2424
- Ansaugdrucksensorintake pressure
- 2727
- Beschleunigungssensoraccelerometer
- 2828
- MotordrehgeschwindigkeitssensorMotor rotation speed sensor
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