JP3186927B2 - 空燃比制御装置 - Google Patents

空燃比制御装置

Info

Publication number
JP3186927B2
JP3186927B2 JP20896594A JP20896594A JP3186927B2 JP 3186927 B2 JP3186927 B2 JP 3186927B2 JP 20896594 A JP20896594 A JP 20896594A JP 20896594 A JP20896594 A JP 20896594A JP 3186927 B2 JP3186927 B2 JP 3186927B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
dly
value
rich
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP20896594A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0874635A (ja
Inventor
本 謙 二 松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP20896594A priority Critical patent/JP3186927B2/ja
Publication of JPH0874635A publication Critical patent/JPH0874635A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3186927B2 publication Critical patent/JP3186927B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の浄化性能を
向上させるための空燃比制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関の空燃比制御装置は、排
気路中に三元触媒を設け、少なくとも三元触媒の上流側
に空燃比センサを配置し、この空燃比センサの検出信号
が基準値に対してリーン側になった場合には、内燃機関
に供給される混合気の空燃比をリッチ側に変化させ、空
燃比センサの検出信号が基準値に対してリッチ側になっ
た場合には、内燃機関に供給される混合気の空燃比をリ
ーン側に変化させることにより、全体として排気ガスの
空燃比を所定の範囲内の値に維持するようにしたものが
一般的である。
【0003】このようなフィードバック制御には、空燃
比センサの検出信号をそのまま用いるもののほか、三元
触媒の下流側にも空燃比センサを設け、複数個の空燃比
センサの検出結果に応じて制御するもの等が知られてい
る。
【0004】図4はこれらの制御の基本的な動作を示し
たものであり、(A)は排気ガスの空燃比の変化状況
を、(B)は空燃比センサの検出信号の変化状況を、
(C)は混合気の空燃比状態たとえば燃料噴射量の変化
状況を示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来制御装置において、空燃比センサの検出信号が基準値
を横切ってから、空燃比の変化を逆方向に切り替える動
作を開始するまでの遅延時間が短すぎると、三元触媒で
の酸化反応が不十分となり、HCおよびCOの排出量が
増大し、また遅延時間が長すぎると、酸化反応が進みす
ぎて三元触媒の温度が上昇し、NOxの排出量が増大
し、さらに三元触媒の劣化も進行するという問題点があ
った。
【0006】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のであり、排気中の有害成分の低減を適切に行ない、し
かも三元触媒の劣化を防ぐことのできる空燃比制御装置
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、空燃比制御装置において、階層ニューラ
ルネットワークによって、空燃比AF(K)を目標値に
制御するために、1算出サイクル前の空燃比の値AF
(K−1)と、空燃比センサの検出信号が基準値を横切
ってから空燃比の変化を逆方向に切り替える動作を開始
するまでの遅延時間を算出した値DLY(K)と、1算
出サイクル前の遅延時間算出値DLY(K−1)とをパ
ラメータとして算出して空燃比を制御するようにしたも
のである。また、別の態様として、同定された階層ニュ
ーラルネットワークの出力信号である空燃比の入力変数
AF(K−1),DLY(K),DLY(K−1)に対
する偏微分係数群を状態方程式のパラメータとして算出
するようにしたものである。
【0008】
【作用】したがって、本発明によれば、空燃比センサの
検出信号が基準値を横切ってから空燃比の変化を逆方向
に切り替える動作を開始するまでの遅延時間を算出して
目標空燃比を算出することにより、三元触媒に蓄えられ
る酸素の量が多くなって酸化によるHCおよびCOの処
理反応が促進され、しかも触媒の温度上昇は一定範囲内
に抑えられるので、NOxの発生を少なく抑えることが
できる。
【0009】
【実施例】図1は本発明の一実施例における空燃比制御
装置の構成を示すものである。図1において、11は内
燃式のエンジン、12はエンジン11の運転状態を検出
するセンサ群、13はエンジン11の排気路中に設けら
れた三元触媒、14はエンジンの排気路における空燃比
を検出するセンサ、15はセンサ群12および空燃比セ
ンサ14の出力値と予め記憶してあるデータ群とを用い
て目標空燃比を算出するニューラルネットワークを用い
た空燃比制御手段、16は三元触媒13の温度を検出す
る温度センサである。
【0010】図2は上記実施例におけるエンジンの概略
構成を示すものである。図2において、21は燃焼室、
22は吸気管、23は排気管、24は吸気管22の中に
設けられたスロットルバルブ、25はスロットルバルブ
24の開閉を制御するスロットル開閉ステッピングモー
タ、26はスロットルバルブ24の開度を検出するスロ
ットル開度検出センサ、27は吸気管22の内圧を検出
する管内圧センサ、28は吸気管22内の空気中に燃料
を噴射するインジェクタ、29は燃焼室21内のガスに
点火する点火プラグ、30は排気管23内の空燃比を検
出する空燃比センサ、31は排気管23に設けられた三
元触媒、31は三元触媒30の前段に設けられた三元触
媒30の温度を検出する温度センサである。これらのう
ち、スロットル開度検出センサ26、管内圧センサ27
は、図1の運転状態検出センサ群12の一部を構成し、
空燃比センサ30および温度センサ32は、それぞれ図
1の空燃比センサ14と温度センサ16と同じである。
また温度センサ32は、他の信号を基に触媒31の温度
を推定するようなものであってもよい。
【0011】図3は上記実施例における空燃比制御手段
15におけるニューラルネットワークの構成を示してい
る。このニューラルネットワークは、入力層素子8、中
間層素子数10、出力層素子数1によって構成されてい
る。各層の素子数は、経験的に求めたものであり、適性
な素子数は、適用するシステムにより異なり、本発明に
おいても、素子数を種々に変更することができる。
【0012】次に上記実施例の動作について説明する。
空燃比制御手段15のニューラルネットワークに入力さ
れる信号は、空燃比センサ30からの空燃比AF(K−
1)、空燃比センサ30の検出信号が基準を横切ってか
ら空燃比の変化を逆方向に切り替える動作を開始するま
での遅延時間DLY(K),DLY(K−1)、温度セ
ンサ32からの触媒温度TC(K−1)、インジェクタ
28における燃料噴射量FI(K−1)、管内圧センサ
27からの吸気管内圧PB(K−1)、図示されないク
ランク角センサからのエンジン回転数NE(K−1)、
スロットル開度検出センサ26からのスロットル開度T
HL(K−1)を使用している。ここで、(K−1)と
いうのは1算出サイクル前の値の意味であり、内燃機関
が構造的に一次遅れ系になっているという理由から使用
している。したがって(K−2)であっても、(K−
3)であっても本質的には変わりない。また出力信号と
しては空燃比AF(K)を使用し、このAF(K)と空
燃比の目標値の差がゼロに収束するように学習を行な
う。
【0013】この階層ニューラルネットワークをさまざ
まな運転状態で学習させる。学習方法は、バックプロパ
ゲーションと呼ばれる手法が一般的であるが、必ずしも
この手法に限る必要はなく、他の手法であっても問題な
い。
【0014】このようにして、さまざまな運転状態に対
して学習した階層ニューラルネットワークは、空燃比制
御の観点から見ると、同定された内燃機関のモデルその
ものとなっている。
【0015】次に、この階層ニューラルネットワークか
ら適性DLY(K)を求めるために、階層ニューラルネ
ットワークを非線型関数Fnnとみなす。この関数Fnnの
構造は、下記(1)式で表現される。 AF(K)=Fnn(AF(K-1),DLY(K),DLY(K-1),TC(K-1),FI(K-1),PB(K-1),NE(K-1), THL(K-1)) ・・・(1)
【0016】このFnnの構造を決めている変数は、本実
施例の空燃比制御装置においては、AF(K−1),D
LY(K),DLY(K−1)であるため、その他は外
乱扱いとする。そこで、上記Fnnを、変数AF(K−
1),DLY(K),DLY(K−1)で偏微分して以
下の式を得る。 △AF(K) =P1*△AF(K-1) +P2*△DLY(K-1)+Q *△DLY(K)・・・(2)
【0017】但し、P1,P2,QはそれぞれFnnを、
AF(K−1),DLY(K−1),DLY(K)で偏
微分したものである。
【0018】また、2つの以下の関係式は自明である。 AF(K) =AF(K-1) +ΔAF(K-1) ・・・(3) △DLY(K)=△DLY(K) ・・・(4) 以上(2)、(3)、(4)式を行列式で表記すると、
【0019】
【表1】
【0020】上記状態方程式に含められた行列式を解け
ば、△DLY(K)を求めることができる。例えば極指
定法を用いれば、(5)式は△DLY(K)について解
くことは可能であるが、本発明においては必ずしも解く
手法は限定しない。
【0021】これらの計算は、内燃機関サイクルに同期
した周期で実行し、運転条件変化による非線型性に対処
している。
【0022】空燃比センサの検出信号が基準値を横切っ
てから空燃比の変化を逆方向に切り替える動作を開始す
るまでの遅延時間として、上記の方法により算出したD
LYを用いて目標空燃比の制御を行なうことにより、三
元触媒における酸化反応を過不足なく行なうことができ
る。
【0023】なお、上記実施例では、空燃比センサの検
出信号が基準値をリーンからリッチへと横切ってから空
燃比をリッチからリーンへと切り替えるまでの遅延時間
と空燃比センサの検出信号が基準値をリッチからリーン
へと横切ってから空燃比をリーンからリッチへと切り替
えるまでの遅延時間を同一のDLYという関数で表現し
たが、空燃比センサの検出信号が基準値をリーンからリ
ッチへと横切ってから空燃比をリッチからリーンへと切
り替えるまでの遅延時間をDLY_L、空燃比センサの
検出信号が基準値をリッチからリーンへと横切ってから
空燃比をリーンからリッチへと切り替えるまでの遅延時
間DLY_Rと、別々の関数で表現して別々に算出すれ
ば、さらに精度良く空燃比を制御することが可能とな
る。
【0024】
【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、階層ニューラルネットワークによって、空燃比AF
(K)を目標値に制御するために、1算出サイクル前の
空燃比の値AF(K−1)と、空燃比センサの検出信号
が基準値を横切ってから空燃比の変化を逆方向に切り替
える動作を開始するまでの遅延時間を算出した値DLY
(K)と、1算出サイクル前の遅延時間算出値DLY
(K−1)とをパラメータとして算出して空燃比を制御
するようにしたものである。また、別の態様として、同
定された階層ニューラルネットワークの出力信号である
空燃比の入力変数AF(K−1),DLY(K),DL
Y(K−1)に対する偏微分係数群を状態方程式のパラ
メータとして算出することにより、三元触媒における酸
化反応を過不足なく行なうことができる。この結果、三
元触媒による浄化性能を向上することができ、またその
分だけ触媒の容量を小さくしてコストを下げることが可
能となり、さらに適正な制御が行なわれる範囲が拡大さ
れるので、実用上の耐久性が向上する等の利点を有する
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における空燃比制御装置の概
略ブロック図
【図2】本発明の一実施例における内燃機関の概略構成
【図3】本発明の一実施例におけるニュ−ラルネットワ
ークの概略構成図
【図4】従来の空燃比制御における動作説明図
【符号の説明】
11 エンジン 12 運転状態検出センサ群 13 三元触媒 14 空燃比センサ 15 空燃比制御手段 16 温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 45/00 340 F02D 45/00 340C 370 370B (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/00 - 45/00 395

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の運転状態を検出するセンサ群
    および排気路中に設けられた空燃比センサの出力値と予
    め記憶してあるデータ群を用いて目標空燃比を算出する
    空燃比制御手段を備え、前記空燃比制御手段が、前記空
    燃比センサの検出信号が基準値に対してリーン側になっ
    た場合には、内燃機関に供給する混合気の空燃比をリッ
    チ側に変化させ、空燃比センサの検出信号が基準値に対
    してリッチ側になった場合には、内燃機関に供給する混
    合気の空燃比をリーン側に変化させるとともに、前記空
    燃比センサの検出信号が基準値をリーンからリッチへと
    横切ってから空燃比をリッチからリーンへと切り替える
    までの遅延時間および前記空燃比センサの検出信号が基
    準値をリッチからリーンへと横切ってから空燃比をリー
    ンからリッチへと切り替えるまでの遅延時間を算出し
    て、その値を階層ニューラルネットワークに入力し、前
    記空燃比センサの出力値が目標空燃比と一致するように
    前記階層ニューラルネットワークを学習することにより
    前記内燃機関を同定し、前記同定された階層ニューラル
    ネットワークの出力である空燃比を、 AF(K)=Fnn(AF(K−1),DLY(K),D
    LY(K−1),TC (K−1),FI(K−1),P
    B(K−1),NE(K−1), THL(K−1)) ここで、AF(K):空燃比 DLY(K):遅延時間 TC(K):三元触媒の温度 FI(K):燃料噴射量 PB(K):吸気管内圧 NE(K):エンジン回転数 THL(K):スロットル開度 の式で表現される非線形型関数で表し、 この非線形型関数Fnnから変数AF(K−1),DLY
    (K),DLY(K− 1)をパラメータとして空燃比を
    算出することを特徴とする 空燃比制御装置。
  2. 【請求項2】 空燃比制御手段が、前記同定された階層
    ニューラルネットワークの出力信号である空燃比の入力
    変数AF(K−1),DLY(K),DLY (K−1)
    に対する偏微分係数群をパラメータとして状態方程式AF(K)=P1*ΔAF(K−1)+P2*ΔDLY(K−1) +Q*ΔDLY(K) ここで、P1:FnnをAF(K−1)で偏微分した値 P2:FnnをDLY(K−1)で偏微分した値 Q:FnnをDLY(K)で偏微分した値 算出することを特徴とする請求項1記載の空燃比制御
    装置。
  3. 【請求項3】 階層ニューラルネットワークに入力する
    内燃機関の運転状態を検出するセンサ群の出力値とし
    て、排気路中に設けられた三元触媒の温度または前記三
    元触媒の温度の推定値を含むことを特徴とする請求項2
    記載の空燃比制御装置。
JP20896594A 1994-09-01 1994-09-01 空燃比制御装置 Expired - Fee Related JP3186927B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20896594A JP3186927B2 (ja) 1994-09-01 1994-09-01 空燃比制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20896594A JP3186927B2 (ja) 1994-09-01 1994-09-01 空燃比制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0874635A JPH0874635A (ja) 1996-03-19
JP3186927B2 true JP3186927B2 (ja) 2001-07-11

Family

ID=16565096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20896594A Expired - Fee Related JP3186927B2 (ja) 1994-09-01 1994-09-01 空燃比制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3186927B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2876152B1 (fr) * 2004-10-06 2006-12-15 Renault Sas Procede et systeme ameliores d'estimation d'une temperature des gaz d'echappement et moteur a combustion interne equipe d'un tel systeme

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0874635A (ja) 1996-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0634491A (ja) イオン電流によるリーン限界検出方法
US6397830B1 (en) Air-fuel ratio control system and method using control model of engine
JPH0518234A (ja) 内燃機関の二次空気制御装置
EP1132602A2 (en) Torque control scheme for low emission lean burn vehicle
US5060618A (en) Method and apparatus for controlling torque variations in an internal combustion engine
JP3186927B2 (ja) 空燃比制御装置
JP3015259B2 (ja) 空燃比制御装置
JP2841806B2 (ja) エンジン用空燃比制御装置
JPH07151000A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3841872B2 (ja) 内燃機関の筒内噴射燃料制御装置
JP2867816B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3014541B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御方法
JPH06185396A (ja) 基本燃料噴射方法
JPH0996230A (ja) 内燃機関の制御装置
JP3170046B2 (ja) 内燃機関の空燃比学習方法
JP2778392B2 (ja) エンジンの制御装置
JPH01294933A (ja) 内燃機関の補助空気制御装置
JPH01285635A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP2932154B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JPH0243900B2 (ja) Nainenkikannogakushuseigyosochi
JPH10246142A (ja) エンジンのアイドル回転速度制御装置
JP2917417B2 (ja) エンジンの制御装置
JPH07269398A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP2002201985A (ja) 内燃機関の制御装置
JPH01151748A (ja) 内燃機関の電子制御燃料噴射装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees