JPH1011105A - State control system - Google Patents

State control system

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JPH1011105A
JPH1011105A JP15933396A JP15933396A JPH1011105A JP H1011105 A JPH1011105 A JP H1011105A JP 15933396 A JP15933396 A JP 15933396A JP 15933396 A JP15933396 A JP 15933396A JP H1011105 A JPH1011105 A JP H1011105A
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JP
Japan
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control
state
engine
fuel ratio
air
Prior art date
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Application number
JP15933396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Yamaguchi
昌志 山口
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
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Publication of JPH1011105A publication Critical patent/JPH1011105A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To learn a state at all times and enable control, and to improve the control response by controlling the state index of a controlled body to larger than a previously set permissible quantity, and adding the manipulated variable of a 2nd control part having a learning function to the manipulated variable of the 1st control part and obtaining a final manipulated variable. SOLUTION: For air fuel ratio control by EFI, a feedback injection quantity arithmetic part 30 detects the combustion state of an engine from rotating speed information on a crank shaft to calculate the state index of the controlled body and performs control so that the state index is larger than the previously set permissible quantity. Further, an injection quantity by feedback control from a total injection quantity arithmetic part 80 is used as tutor data and a neural network 40 is made to always learn online in the operation of the engine 1 according to the engine rotating speed and a throttle opening extent. Then the air fuel ratio of the engine 1 is controlled according to the addition value of the injection quantity by the feedback control of rotating speed variation information and the injection quantity of the neural network 40.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、状態制御方式に
関し、例えば車両や船舶に搭載されるエンジン、工作機
械のロボット、電気車両のモータ等の状態制御方式に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a state control system, for example, a state control system of an engine mounted on a vehicle or a ship, a robot of a machine tool, a motor of an electric vehicle, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】このように車両や船舶に搭載されるエン
ジン、工作機械のロボット、電気車両のモータ等では、
状態制御が行われる。例えば、車両や船舶に搭載される
エンジンでは、EFIで空燃比制御を行うものがある
が、O2センサを用いたフィードバック制御が一般的で
あり、これにより空燃比を理論空燃比に制御することが
可能である。
2. Description of the Related Art An engine mounted on a vehicle or a ship, a robot of a machine tool, a motor of an electric vehicle, etc.
State control is performed. For example, an engine mounted on a vehicle or a ship performs air-fuel ratio control by EFI, but feedback control using an O 2 sensor is generally performed, thereby controlling the air-fuel ratio to a stoichiometric air-fuel ratio. Is possible.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この方式で
は理論空燃比以外の空燃比には制御することができない
ため、そのような場合には、リニア空燃比センサを用い
たフィードバック制御を行うことになる。しかるに、リ
ニア空燃比センサは高価であるばかりでなく、リッチ環
境化では劣化が激しく使用できないという問題点があ
る。
However, since this method cannot control the air-fuel ratio other than the stoichiometric air-fuel ratio, in such a case, it is necessary to perform feedback control using a linear air-fuel ratio sensor. Become. However, the linear air-fuel ratio sensor is not only expensive, but also has a problem that it cannot be used in a rich environment because it deteriorates drastically.

【0004】さらに、一般的にフィードバック制御は応
答性が悪く過渡時の空燃比の制御が困難であるため、排
ガス及び燃費を考慮して定常時の空燃比をリーン化しよ
うとすると、過渡時の空燃比が必要以上にリーン化する
結果となり加速性能悪化等の運転性能を損なってしまう
という問題点がある。
Furthermore, feedback control generally has poor response and it is difficult to control the air-fuel ratio in the transient state. Therefore, if the air-fuel ratio in the steady state is to be made lean in consideration of exhaust gas and fuel consumption, it is difficult to control the air-fuel ratio in the transient state. There is a problem in that the air-fuel ratio becomes lean more than necessary, resulting in impaired driving performance such as deterioration of acceleration performance.

【0005】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、安価な構造で常に状態を学習して制御可能であ
り、しかも制御応答性が向上する状態制御方式を提供す
ることを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a state control system capable of always learning and controlling a state with an inexpensive structure and improving control responsiveness. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、請求項1記載の発明の状態制御
方式は、制御対象物から出力される1つもしくは複数の
情報から、制御対象物の状態指数を演算し、この状態指
数が予め設定された許容量となるような制御を行なう第
1の制御部を有し、この第1の制御部の操作量に学習機
能を有する第2の制御部の操作量を加えた値を最終的操
作量として制御を行なうことを特徴としている。制御対
象物の状態指数が予め設定された許容量となるような制
御を行ない、この第1の制御部の操作量に学習機能を有
する第2の制御部の操作量を加えた値を最終的操作量と
して制御を行なうことで、常に状態を学習して制御可能
であり、しかも制御応答性が向上する状態制御が可能で
ある。
In order to solve the above problems and achieve the object, a state control system according to the first aspect of the present invention uses one or a plurality of pieces of information output from an object to be controlled. A first control unit that calculates a state index of the control object and performs control such that the state index becomes a preset allowable amount; and has a learning function for the operation amount of the first control unit. It is characterized in that control is performed using a value obtained by adding the operation amount of the second control unit as a final operation amount. Control is performed so that the state index of the control object becomes a predetermined allowable amount, and a value obtained by adding the operation amount of the second control unit having the learning function to the operation amount of the first control unit is finally obtained. By performing the control as the operation amount, it is possible to control the state by always learning the state, and it is possible to perform the state control in which the control response is improved.

【0007】請求項2記載の発明の状態制御方式は、第
1の制御部が、フィードバック制御を行うことを特徴と
している。フィードバック制御により状態指数が予め設
定された許容量となるように簡単かつ確実な制御を行
う。
The state control system according to the second aspect of the present invention is characterized in that the first control unit performs feedback control. Simple and reliable control is performed by feedback control so that the state index becomes a preset allowable amount.

【0008】請求項3記載の発明の状態制御方式は、第
2の制御部が、学習機能をニューラルネットワークによ
り実現することを特徴としている。ニューラルネットワ
ークによる学習を行い、常に適切な状態制御を行う。
The state control method according to the third aspect of the present invention is characterized in that the second control unit realizes the learning function by a neural network. Performs learning using neural networks and always performs appropriate state control.

【0009】請求項4記載の発明の状態制御方式は、前
記第2の制御部の一部として、前記制御対象物の動的挙
動に基づいた逆モデルを持ち、この逆モデルを用いて制
御を行うことを特徴としている。過渡状態等には、逆モ
デルを用いて適切な状態制御を行う。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the state control method, wherein a part of the second control unit has an inverse model based on a dynamic behavior of the controlled object, and control is performed using the inverse model. It is characterized by performing. In a transient state or the like, appropriate state control is performed using an inverse model.

【0010】請求項5記載の発明の状態制御方式は、前
記制御対象物がエンジンであり、制御対象物の状態が運
転状態であることを特徴としている。制御対象物がエン
ジンであり、エンジンの運転状態の制御を行う。
The state control method according to the invention described in claim 5 is characterized in that the controlled object is an engine and the state of the controlled object is an operating state. The control object is an engine, and controls the operating state of the engine.

【0011】請求項6記載の発明の状態制御方式は、ク
ランク軸の回転変動情報からエンジンの燃焼状態を検出
し、この回転変動情報をフィードバック信号として空燃
比のフィードバック制御を行なうとともに、このフィー
ドバック制御による噴射量を教師データとしてニューラ
ルネットワークをオンライン学習させ、前記フィードバ
ック制御による噴射量と前記ニューラルネットワークに
よる噴射量との加算値により空燃比制御を行なうことを
特徴としている。リニア空燃比センサを用いることな
く、クランク軸の回転変動情報からエンジンが要求する
任意の空燃比に制御でき、さらにフィードバック制御を
用いて空燃比をリーン化しようとした場合においても運
転性能を損なうことなく制御する。
In the state control method according to the present invention, the combustion state of the engine is detected from the rotation fluctuation information of the crankshaft, and the feedback control of the air-fuel ratio is performed using the rotation fluctuation information as a feedback signal. The neural network is learned online using the injection amount of the neural network as teacher data, and the air-fuel ratio control is performed based on the added value of the injection amount by the feedback control and the injection amount by the neural network. Without using a linear air-fuel ratio sensor, it is possible to control the air-fuel ratio required by the engine from the crankshaft rotation fluctuation information, and further impair the driving performance even when trying to make the air-fuel ratio lean using feedback control. Control without.

【0012】請求項7記載の発明の状態制御方式は、エ
ンジンが過渡状態にありフィードバック制御が行な得な
い場合、もしくは理論空燃比制御のように目標空燃比に
対する正確な空燃比制御が要求される場合は、エンジン
の動的挙動に基づいた逆モデルを用いてエンジンが要求
する燃料量となるための噴射量を求めて、この値により
空燃比制御を行うことを特徴としている。エンジンが過
渡状態にありフィードバック制御が行な得ない場合、も
しくは理論空燃比制御のように目標空燃比に対する正確
な空燃比制御が要求される場合は、エンジンが要求する
燃料量となるための噴射量を求めて、この値により空燃
比制御を行う。
According to the state control method of the present invention, when the engine is in a transient state and feedback control cannot be performed, or when the engine is in a transient state, accurate air-fuel ratio control for a target air-fuel ratio is required as in stoichiometric air-fuel ratio control. In such a case, an injection amount for obtaining the fuel amount required by the engine is obtained by using an inverse model based on the dynamic behavior of the engine, and the air-fuel ratio control is performed using this value. When the engine is in a transient state and feedback control cannot be performed, or when accurate air-fuel ratio control with respect to the target air-fuel ratio is required as in stoichiometric air-fuel ratio control, injection to achieve the fuel amount required by the engine is performed. The amount is obtained, and the air-fuel ratio control is performed based on this value.

【0013】請求項8記載の発明の状態制御方式は、シ
リンダへ入るべき燃料を噴射するインジェクタを、吸気
通路に配置したことを特徴としている。インジェクタを
吸気通路に配置しても所定のタイミングでシリンダへ燃
料を供給することができる。
The state control method according to the present invention is characterized in that an injector for injecting fuel to enter a cylinder is disposed in an intake passage. Even if the injector is arranged in the intake passage, fuel can be supplied to the cylinder at a predetermined timing.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、この発明の状態制御方式の
実施の形態を説明する。この発明の実施の形態では、状
態制御方式の制御対象物が車両や船舶に搭載されるエン
ジンであり、制御対象物の状態が運転状態であるが、こ
れに限定されず工作機械のロボット、電気車両のモータ
等を制御対象物として同様に状態制御を行うことができ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a state control system according to the present invention will be described below. In the embodiment of the present invention, the control object of the state control method is an engine mounted on a vehicle or a ship, and the state of the control object is an operation state. However, the present invention is not limited to this. The state control can be similarly performed using a motor or the like of the vehicle as a control target.

【0015】図1は車両や船舶に搭載されるエンジンの
システム図である。エンジン1のシリンダ2には、ピス
トン3が往復動可能に設けられ、このピストン3はコン
ロッド4を介してクランク軸5に連結され、ピストン3
の往復動でクランク軸5が回転する。また、エンジン1
には、クランク角センサ6が設けられ、クランク角セン
サ6によりクランク角信号及びエンジン回転数がコント
ローラ7に送られる。エンジン1のシリンダ2に形成さ
れる燃焼室8には、排気通路9と吸気通路10が連通し
て設けられ、吸気通路10にはエアクリーナ11から空
気が吸入される。また、吸気通路10には、スロットル
12が設けられている。このスロットル12により吸入
空気量が制御され、このスロットル開度は、スロットル
開度センサ13によりコントローラ7に送られる。ま
た、吸気通路10のスロットル12の上流側には、イン
ジェクタ14が設けられ、このインジエクタ14から燃
料が噴射される。このインジェクタ14は、コントロー
ラ7によりクランク角信号、エンジン回転数とスロット
ル開度による情報に基づき燃料を噴射する状態制御を行
う。
FIG. 1 is a system diagram of an engine mounted on a vehicle or a ship. A piston 3 is provided in the cylinder 2 of the engine 1 so as to be able to reciprocate. The piston 3 is connected to a crankshaft 5 via a connecting rod 4.
The crankshaft 5 is rotated by the reciprocating motion. Also, Engine 1
Is provided with a crank angle sensor 6, and the crank angle sensor 6 sends a crank angle signal and an engine speed to the controller 7. An exhaust passage 9 and an intake passage 10 are provided in communication with a combustion chamber 8 formed in the cylinder 2 of the engine 1, and air is sucked into the intake passage 10 from an air cleaner 11. Further, a throttle 12 is provided in the intake passage 10. The throttle 12 controls the amount of intake air, and the throttle opening is sent to the controller 7 by a throttle opening sensor 13. An injector 14 is provided upstream of the throttle 12 in the intake passage 10, and fuel is injected from the injector 14. The injector 14 performs state control for injecting fuel based on information from the controller 7 such as a crank angle signal, an engine speed, and a throttle opening.

【0016】このコントローラ7により状態制御を行う
ことで、インジェクタ14を吸気通路10のスロットル
12の上流側に配置しても所定のタイミングでシリンダ
へ燃料を供給することができ、また例えばインジェクタ
14をスロットル12の下流側に配置してもよい。ま
た、例えば、インジェクタ14をスロットル12の上流
に設置することで、インジェクタ14がエンジン1から
離れた位置になり、燃料が熱の影響により粘圧が下がる
ことが防止され、燃料の噴射が円滑になる。また、イン
ジェクタ14をスロットル12の上流に設置すること
で、スロットル12を通過する時に流速が速くなり燃料
の霧化を向上させることができる。また、例えば、吸気
管集合部にインジェクタを配置するSPIとすること
で、インジェクタの数を削減することも可能である。
By performing state control by the controller 7, even if the injector 14 is arranged on the upstream side of the throttle 12 in the intake passage 10, fuel can be supplied to the cylinder at a predetermined timing. It may be arranged downstream of the throttle 12. In addition, for example, by installing the injector 14 upstream of the throttle 12, the injector 14 is located at a position away from the engine 1, and the fuel is prevented from being reduced in viscosity due to the effect of heat, and the fuel injection is smoothly performed. Become. Further, by disposing the injector 14 upstream of the throttle 12, the flow velocity becomes faster when passing through the throttle 12, so that the atomization of fuel can be improved. Further, for example, the number of injectors can be reduced by using an SPI in which the injectors are arranged in the intake pipe collecting section.

【0017】図2はコントローラによる制御ブロック図
である。EFIによる空燃比制御において、エンジンが
定常状態にある時は、クランク軸の回転変動を用いたフ
ィードバック制御とニューラルネットワークによる学習
制御を組み合わせた制御を行い、過渡状態にある時、も
しくは理論空燃比制御の時は、逆モデルを用いたモデル
ベース制御を行うシステムについて説明する。
FIG. 2 is a control block diagram of the controller. In the air-fuel ratio control by EFI, when the engine is in a steady state, the feedback control using the rotation fluctuation of the crankshaft and the learning control by the neural network are combined, and when the engine is in a transient state or the stoichiometric air-fuel ratio control. In this case, a system for performing model-based control using an inverse model will be described.

【0018】コントローラ7は、回転変動検出部20を
備え、クランク角信号に基づき回転変動を検出する。フ
ィードバック噴射量演算部30では、クランク軸の回転
変動情報からエンジンの燃焼状態を検出し、、制御対象
物の状態指数を演算し、この状態指数が予め設定された
許容量となるような制御を行なう第1の制御部K1を構
成している。この回転変動情報をフィードバック信号と
して空燃比のフィードバック制御を行なうとともに、ト
ータル噴射量演算部80からのフィードバック制御によ
る噴射量を教師データとしてニューラルネットワーク4
0をエンジン回転数とスロットル開度に基づきエンジン
1の出荷後の運転時に常にオンライン学習させ、フィー
ドバック制御による噴射量とニューラルネットワークに
よる噴射量との加算値により制御手法切換部50を介し
てエンジン1の空燃比制御を行なう。このように、リニ
ア空燃比センサを用いることなく、クランク軸の回転変
動情報からエンジン1が要求する任意の空燃比に制御で
き、さらにフィードバック制御を用いて空燃比をリーン
化しようとした場合においても運転性能を損なうことな
く制御することができる。
The controller 7 includes a rotation fluctuation detecting section 20 and detects rotation fluctuation based on a crank angle signal. The feedback injection amount calculation unit 30 detects the combustion state of the engine from the crankshaft rotation fluctuation information, calculates the state index of the controlled object, and performs control such that the state index becomes a preset allowable amount. This constitutes a first control unit K1 for performing the control. Feedback control of the air-fuel ratio is performed using this rotation fluctuation information as a feedback signal, and the injection amount by the feedback control from the total injection amount calculation unit 80 is used as teacher data as neural network 4.
0 is always learned on-line based on the engine speed and the throttle opening during the operation of the engine 1 after shipment, and the engine 1 is controlled via the control method switching unit 50 by the addition value of the injection amount by the feedback control and the injection amount by the neural network. Is performed. As described above, without using the linear air-fuel ratio sensor, it is possible to control the air-fuel ratio required by the engine 1 from the rotation fluctuation information of the crankshaft, and even if the air-fuel ratio is made lean using the feedback control. Control can be performed without impairing driving performance.

【0019】また、ニューラルネットワーク40は、学
習機能を有する第2の制御部K2を構成し、制御対象物
の状態指数が予め設定された許容量となるような制御を
行ない、第1の制御部K1の操作量に学習機能を有する
第2の制御部K2の操作量を加えた値を最終的操作量と
して制御を行なうことで、常に状態を学習して制御可能
であり、しかも制御応答性が向上する状態制御が可能で
ある。
Further, the neural network 40 constitutes a second control unit K2 having a learning function, and performs control such that the state index of the control object becomes a predetermined allowable amount. By controlling as a final operation amount a value obtained by adding the operation amount of the second control unit K2 having a learning function to the operation amount of K1, the state can always be learned and controlled, and the control responsiveness can be improved. Improved state control is possible.

【0020】また、第1の制御部K1は、フィードバッ
ク制御を行い、フィードバック制御により状態指数が予
め設定された許容量となるように簡単かつ確実な制御を
行う。
The first control unit K1 performs feedback control, and performs simple and reliable control such that the state index becomes a preset allowable amount by the feedback control.

【0021】また、第2の制御部K2が、学習機能をニ
ューラルネットワーク40により実現しており、ニュー
ラルネットワーク40による学習を行い、常に適切な状
態制御を行うことができる。
Further, the second control unit K2 realizes the learning function by the neural network 40, so that learning can be performed by the neural network 40 and always appropriate state control can be performed.

【0022】制御手法切換部50は、定常・過渡判定部
60で制御され、制御手法切換部50はエンジン回転数
とスロットル開度に基づきフィードバック噴射量演算部
側と、モデルベース制御部側とに切り換える。
The control method switching unit 50 is controlled by the steady / transient determination unit 60, and the control method switching unit 50 is connected to the feedback injection amount calculation unit and the model base control unit based on the engine speed and the throttle opening. Switch.

【0023】エンジン1が過渡状態にありフィードバッ
ク制御が行な得ない場合、もしくは理論空燃比制御のよ
うに目標空燃比に対する正確な空燃比制御が要求される
場合は、モデルベース制御部側に切り換えられ、モデル
ベース制御部70はエンジン回転数とスロットル開度に
基づき、エンジンの動的挙動に基づいた逆モデルを用い
てエンジンが要求する目標空燃比の燃料量となるための
噴射量を求めて、この値により空燃比制御を行う。エン
ジンが過渡状態にありフィードバック制御が行な得ない
場合、もしくは理論空燃比制御のように目標空燃比に対
する正確な空燃比制御が要求される場合は、エンジンが
要求する燃料量となるための噴射量を求めて、この値に
より空燃比制御を行うことができる。
When the engine 1 is in a transient state and feedback control cannot be performed, or when accurate air-fuel ratio control for a target air-fuel ratio is required as in stoichiometric air-fuel ratio control, the mode is switched to the model base control unit. Based on the engine speed and the throttle opening, the model-based control unit 70 calculates an injection amount for achieving the fuel amount of the target air-fuel ratio required by the engine using an inverse model based on the dynamic behavior of the engine. The air-fuel ratio control is performed based on this value. When the engine is in a transient state and feedback control cannot be performed, or when accurate air-fuel ratio control with respect to the target air-fuel ratio is required as in stoichiometric air-fuel ratio control, injection to achieve the fuel amount required by the engine is performed. The amount is obtained, and the air-fuel ratio control can be performed based on this value.

【0024】このように、全体的制御の流れとして定常
状態では、クランク軸の回転変動を検出することにより
エンジン1のトルク変動を推定し、このトルク変動の大
きさが予め設定した許容値になるようにフィードバック
制御を行う。これにより、排ガス・燃費と運転性能を可
能な限り両立できる空燃比に制御することが可能とな
る。また、フィードバック制御の応答性を改善させるた
めに、フィードバック制御が出力する噴射量をニューラ
ルネットワークに学習させ、フィードバック制御を徐々
にフィードフォワード制御に置き換える。これにより、
運転状態が切り換わった場合においても、速やかに目標
とする空燃比に制御できる。過渡状態では、エンジン1
の逆モデルを用いたモデルベース制御を行うことで、加
速性能を犠牲にすることのない空燃比に速やかに制御で
きる。これにより、定常状態に空燃比のリーン化制御を
行った場合においても、過渡状態の運転性能を確保でき
る。また、このモデルベース制御を理論空燃比制御に適
用することで、過渡時のリーン(リッチ)スパイクを防
止でき、正確な空燃比制御が可能となる。
As described above, in the steady state as a whole control flow, the torque fluctuation of the engine 1 is estimated by detecting the rotation fluctuation of the crankshaft, and the magnitude of the torque fluctuation becomes a preset allowable value. The feedback control is performed as follows. As a result, it is possible to control the air-fuel ratio so that exhaust gas / fuel efficiency and driving performance are compatible as much as possible. In order to improve the responsiveness of the feedback control, the injection amount output by the feedback control is learned by the neural network, and the feedback control is gradually replaced with the feedforward control. This allows
Even when the operating state is switched, the target air-fuel ratio can be quickly controlled. In the transient state, the engine 1
By performing model-based control using the inverse model of, the air-fuel ratio can be quickly controlled without sacrificing acceleration performance. Thereby, even when the air-fuel ratio lean control is performed in the steady state, the operation performance in the transient state can be ensured. Also, by applying this model-based control to stoichiometric air-fuel ratio control, lean (rich) spikes during transition can be prevented, and accurate air-fuel ratio control becomes possible.

【0025】次に、図2に示すコントローラの各構成部
について説明する。まず、回転変動検出部20の構成を
詳細に説明する。図3は回転変動検出部のブロック図で
ある。回転変動検出部20は、図1に示すエンジン1の
クランク角センサ6(例えば、30゜毎にパルスを発生
する)のクランク角信号を用いて角速度検出部21によ
りエンジン1が膨張行程にある2点における角速度を演
算する。さらに、この2点での角速度から2点間での角
加速度を角加速度検出部22により演算する。得られた
角加速度と、角加速度を次式の1次フィルタ23により
平滑化することで得られる値との偏差を求める。この偏
差を偏差累積部24により例えば100個分累積加算し
た値を回転変動とする。
Next, each component of the controller shown in FIG. 2 will be described. First, the configuration of the rotation fluctuation detecting unit 20 will be described in detail. FIG. 3 is a block diagram of the rotation fluctuation detecting unit. The rotation fluctuation detecting unit 20 uses the crank angle signal of the crank angle sensor 6 (for example, generates a pulse every 30 °) of the engine 1 shown in FIG. Calculate the angular velocity at the point. Further, the angular acceleration between the two points is calculated by the angular acceleration detection unit 22 from the angular velocities at the two points. A deviation between the obtained angular acceleration and a value obtained by smoothing the angular acceleration by the primary filter 23 of the following equation is obtained. A value obtained by cumulatively adding, for example, 100 deviations by the deviation accumulating unit 24 is defined as rotation fluctuation.

【0026】Ave(n)=α・Ave(n−1)+
(1−α)・Acc(n) Ave:平均角加速度 Acc:角加速度 次に、フィードバック噴射量演算部30の構成を詳細に
説明する。図4はフィードバック噴射量演算部のブロッ
ク図である。エンジン回転数とスロットル開度をパラメ
ータとして変動許容値演算部31により予めメモリに記
録された回転変動の許容値と、回転変動検出部20より
得られた回転変動の許容値を比較部32により比較す
る。なお、エンジン回転数とスロットル開度をパラメー
タとしたマップにより回転変動の許容値を求めるように
してもよい。
Ave (n) = α · Ave (n−1) +
(1-α) · Acc (n) Ave: average angular acceleration Acc: angular acceleration Next, the configuration of the feedback injection amount calculation unit 30 will be described in detail. FIG. 4 is a block diagram of the feedback injection amount calculation unit. A comparison unit 32 compares the permissible value of the rotation fluctuation previously recorded in the memory by the fluctuation permissible value calculation unit 31 with the engine speed and the throttle opening as parameters, and the permissible value of the rotation fluctuation obtained from the rotation fluctuation detection unit 20. I do. Note that the allowable value of the rotation fluctuation may be obtained from a map using the engine speed and the throttle opening as parameters.

【0027】この比較に基づき噴射量演算部33がフィ
ードバックによる噴射量を出力する。回転変動が許容値
より大きい場合には、リーン化しすぎたと判断して、メ
モリに保存されたフィードバックの噴射量をある微少量
だけ多くする。逆に回転変動が許容値より小さい場合
は、まだリーン化できると判断して、ある微少量だけ噴
射量を少なくする。
Based on this comparison, the injection amount calculation section 33 outputs the injection amount by feedback. If the rotation fluctuation is larger than the permissible value, it is determined that the engine is lean too much, and the injection amount of the feedback stored in the memory is increased by a small amount. Conversely, if the rotation fluctuation is smaller than the allowable value, it is determined that the engine can still be made lean, and the injection amount is reduced by a small amount.

【0028】次に、ニューラルネットワーク40の構成
を詳細に説明する。図5はニューラルネットワークの構
成図である。ニューラルネットワーク(神経回路網)4
0は、周知のように、高度並列分散処理型の情報処理を
行なうものであり、外部環境の理解等に応用したものが
知られている。また、代表的なニューラルネットワーク
40としてパーセプトロン(Perceptron)型
ネットワーク、ホップフィールド(Hopfield)
のネットワーク及びボルツマン機械(Boltzman
n Machine)等があり、このうち、三層型パー
セプトロンを用いたものでは、最適解への収束が保証さ
れるものであり、入力層41、中間層42及び出力層4
3からなる。
Next, the configuration of the neural network 40 will be described in detail. FIG. 5 is a configuration diagram of the neural network. Neural network (neural network) 4
As is well known, 0 performs highly parallel distributed processing type information processing, and is applied to understanding of an external environment. Further, as a typical neural network 40, a Perceptron type network, a Hopfield, etc.
Network and Boltzman machine
n Machine). Among them, the one using a three-layer type perceptron guarantees the convergence to the optimal solution, and the input layer 41, the intermediate layer 42, and the output layer 4
Consists of three.

【0029】また、入力層41内のユニット41a,4
1b,41cの結合はなく、同様に中間層42内のユニ
ット42a、42b,42c,42dの結合はなく、層
間においてのみ各ユニット間が結合の重みwをもって結
合されている。入力層41内のユニット41cは、バイ
アスニューロンを示し、中間層42内のユニット42d
もバイアスニューロンを示し、中間層42内のユニット
は、入力層41の層のユニット41a,41b,41c
からの重み付き入力を受けてその総和(内部状態値)を
y=f(Σxi・wi+θ)により計算し、それに適
当な出力関数f(x)=1/(1+e-x)をかけたもの
を出力する。
The units 41a, 4a in the input layer 41
1b and 41c are not connected, and similarly, the units 42a, 42b, 42c and 42d in the intermediate layer 42 are not connected, and the units are connected with the weight w of the connection only between the layers. A unit 41c in the input layer 41 indicates a bias neuron, and a unit 42d in the intermediate layer 42
Also indicate a bias neuron, and the units in the intermediate layer 42 are the units 41a, 41b, 41c of the input layer 41.
, The sum (internal state value) is calculated by y = f (Σxi · wi + θ), and an appropriate output function f (x) = 1 / (1 + e −x ) is multiplied. Output.

【0030】ただし、xiは入力、wiは重み、θはバ
イアス量を示し、出力関数 f(x)はシグモイド関数
を示している。
Here, xi represents an input, wi represents a weight, θ represents a bias amount, and an output function f (x) represents a sigmoid function.

【0031】このように、エンジン回転数とスロットル
開度をニューラルネットワーク40の入力層41に入力
し、中間層42で入力に対して重み付け処理し、出力層
43でも同様に入力に対して重み付け処理して噴射量を
出力する。ニューラルネットワーク40の学習データ
は、定常状態から過渡状態に移行した直後に取り込むよ
うにする。入力データは、前回(定常状態の最後)入力
されたデータとし、この入力データに対応する教師デー
タは現在フィードバック噴射量演算部30に保存されて
いる噴射量と、前回ニューラルネットワーク40が出力
していた噴射量を加算した値とする。この時(定常状態
から過渡状態に移行した直後)、メモリに保存されたフ
ィードバック噴射量を0クリアする。なお、ニューラル
ネットワーク40の学習は、このようにして得られた複
数の運転状態に対する学習データに対して、コントロー
ラ7内のCPUの空き時間に常に行うようにする。
As described above, the engine speed and the throttle opening are input to the input layer 41 of the neural network 40, the input is weighted by the intermediate layer 42, and the input is similarly weighted by the output layer 43. To output the injection amount. The learning data of the neural network 40 is taken in immediately after the transition from the steady state to the transient state. The input data is the data input last time (at the end of the steady state), and the teacher data corresponding to this input data is the injection amount currently stored in the feedback injection amount calculation unit 30 and the previous neural network 40 outputs. It is the value obtained by adding the injection amount. At this time (immediately after the transition from the steady state to the transient state), the feedback injection amount stored in the memory is cleared to zero. The learning of the neural network 40 is always performed during the idle time of the CPU in the controller 7 with respect to the learning data for a plurality of operating states obtained in this way.

【0032】次に、フィードバック噴射量演算部30の
構成を説明する。トータル噴射量演算部30は、フィー
ドバックによる噴射量とニューラルネットワーク40が
出力している噴射量を加算して、トータル噴射量として
インジェクタ14を駆動する。
Next, the configuration of the feedback injection amount calculation section 30 will be described. The total injection amount calculator 30 adds the injection amount by feedback and the injection amount output from the neural network 40, and drives the injector 14 as the total injection amount.

【0033】次に、定常・過渡判定部60の構成を詳細
に説明する。定常・過渡判定部60は、所定のエンジン
回転数領域においてスロットル開度の変化を検出し、一
定時間変化幅が設定した範囲内であれば定常状態と判定
し、それ以外は過渡状態と判定する。
Next, the configuration of the steady / transient determination section 60 will be described in detail. The steady / transient determination unit 60 detects a change in the throttle opening in a predetermined engine speed region, determines that the change is within a set range for a certain period of time, determines a steady state, and otherwise determines a transient state. .

【0034】次に、モデルベース制御部70の構成を詳
細に説明する。図6はモデルベース制御部のブロック
図、図7は空気系の順モデルを示すブロック図、図8は
燃料系の順モデルを示すブロック図である。
Next, the configuration of the model base control unit 70 will be described in detail. 6 is a block diagram of a model-based control unit, FIG. 7 is a block diagram showing a forward model of an air system, and FIG. 8 is a block diagram showing a forward model of a fuel system.

【0035】モデルベース制御部70は、エンジン(含
む吸気管)を空気系と燃料系に分けてモデル化し、空気
系の順モデル71でシリンダに入る推定空気量を得、燃
料系の順モデル72でシリンダに入る推定燃料量を得、
空燃比演算部73へ入力する。空燃比演算部73では推
定空燃比を演算し、これを目標空燃比に近付けるように
フィードバックしてフィードバック演算部74でモデル
による噴射量を得る。ここで、空気量と噴射量とを入力
すると、その結果として空燃比が出力されるモデルを順
モデルとし、目標空燃比を入力されると、そのための噴
射量が出力されるモデルを逆モデルとしている。
The model-based control unit 70 models the engine (including the intake pipe) separately for the air system and the fuel system, obtains the estimated amount of air entering the cylinder by the forward model 71 of the air system, and obtains the forward model 72 of the fuel system. To obtain the estimated amount of fuel entering the cylinder,
It is input to the air-fuel ratio calculation unit 73. The air-fuel ratio calculation unit 73 calculates the estimated air-fuel ratio, and feeds it back to approach the target air-fuel ratio, and the feedback calculation unit 74 obtains the injection amount based on the model. Here, when the air amount and the injection amount are input, the model in which the air-fuel ratio is output as a result is a forward model, and when the target air-fuel ratio is input, the model in which the injection amount is output is the reverse model. I have.

【0036】エンジン回転数とスロットル開度に基づき
空気系の順モデル71によりシリンダに入る推定空気量
を出力する。空気系の順モデル71は図7に示すように
構成され、スロットル開度の入力を位相進み部710で
位相を燃料系の無駄時間分だけ空気系の位相を進めて、
空気量演算部711でシリンダに入る空気量を吸気負圧
をフィードバックして演算する。このシリンダに入る空
気量は、圧力への変換部712で圧力へ変換し、吸気負
圧演算部713では、エンジン回転数と吸気負圧の体積
率に基づき吸気負圧を得て、この吸気負圧を空気量演算
部711へフィードバックするとともに、体積効率演算
部714へ送る。エンジン回転数の入力を位相進み部7
15で同様に燃料系の無駄時間分だけ空気系の位相を進
めて直接吸気負圧演算部713へ入力するとともに、体
積効率演算部714へ入力し、体積効率演算部714で
は所定のエンジン回転数と吸気負圧とで体積効率を求め
て吸気負圧演算部713へ送る。
Based on the engine speed and the throttle opening, an estimated amount of air entering the cylinder is output by a forward model 71 of the air system. The forward model 71 of the air system is configured as shown in FIG. 7, and the input of the throttle opening is advanced by the phase advance unit 710 to advance the phase of the air system by the dead time of the fuel system.
The air amount calculating unit 711 calculates the amount of air entering the cylinder by feeding back the intake negative pressure. The amount of air entering the cylinder is converted to pressure by a pressure conversion unit 712, and an intake negative pressure calculation unit 713 obtains an intake negative pressure based on the engine speed and the volume ratio of the intake negative pressure. The pressure is fed back to the air amount calculation unit 711 and sent to the volume efficiency calculation unit 714. Inputting the engine speed into the phase advance unit 7
Similarly, at 15, the phase of the air system is advanced by the dead time of the fuel system and is directly input to the intake negative pressure calculation unit 713 and is also input to the volume efficiency calculation unit 714. The volumetric efficiency is obtained from the data and the intake negative pressure, and sent to the intake negative pressure calculation unit 713.

【0037】また、噴射燃料とスロットル開度に基づき
燃料系の順モデル72によりシリンダに入る推定燃料量
を出力する。燃料系の順モデル72は図8に示すように
構成され、噴射燃料とスロットル開度に基づき噴射燃料
演算部720で、吸気通路への付着と、燃料噴射から燃
料がシリンダに入るまでの遅れ時間を考慮してシリンダ
に入る燃料量を演算する。
Further, based on the injected fuel and the throttle opening, the estimated amount of fuel entering the cylinder is output by the forward model 72 of the fuel system. The forward model 72 of the fuel system is configured as shown in FIG. 8, and based on the injected fuel and the throttle opening, the injected fuel calculation unit 720 determines the adhesion to the intake passage and the delay time from the fuel injection to the fuel entering the cylinder. The amount of fuel entering the cylinder is calculated in consideration of the above.

【0038】このように、燃料系は1次遅れと無駄時間
によりモデル化を行い、このモデルから無駄時間要素を
取り除いたものを燃料系のモデルとする。同時に、燃料
系の無駄時間分だけ空気系の位相を進めることで、両モ
デルの位相を合わせる。具体的には、空気系に入力され
るエンジン回転数とスロットル開度の未来値を最小2乗
法により推定することで位相進みを実現する。実際のエ
ンジンは無駄時間や高次遅れがあるためフィードバック
制御のゲインを大きくできないが、ここで作成したモデ
ルに対してフィードバック制御を行う場合には、燃料系
が単純な1次遅れ系であるためフィードバックゲインを
大きくでき、エンジンの逆モデルを構成することが可能
となる。空気系は外乱と見なせるため、空気系が定常と
見なせるような制御周期とする。
As described above, the fuel system is modeled by the first-order delay and the dead time, and a model obtained by removing the dead time element from this model is used as a fuel system model. At the same time, the phases of both models are adjusted by advancing the phase of the air system by the dead time of the fuel system. Specifically, the phase advance is realized by estimating the future values of the engine speed and the throttle opening input to the air system by the least square method. Although the gain of the feedback control cannot be increased because the actual engine has a dead time and a high-order delay, when the feedback control is performed on the model created here, the fuel system is a simple first-order delay system. The feedback gain can be increased, and an inverse model of the engine can be configured. Since the air system can be regarded as a disturbance, the control period is set so that the air system can be regarded as steady.

【0039】第2の制御部K2の一部として、制御対象
物の動的挙動に基づいた逆モデルを持ち、エンジン1が
過渡状態にありフィードバック制御が行な得ない場合、
もしくは理論空燃比制御のように目標空燃比に対する正
確な空燃比制御が要求される場合は、エンジン1の動的
挙動に基づいた逆モデルを用いてエンジンが要求する燃
料量となるための噴射量を求めて、この値により空燃比
制御を行い、エンジンが要求する燃料量となるための噴
射量を求めて、この値により空燃比制御を行うことがで
きる。
As a part of the second control unit K2, an inverse model based on the dynamic behavior of the controlled object is provided, and when the engine 1 is in a transient state and the feedback control cannot be performed,
Alternatively, when accurate air-fuel ratio control with respect to the target air-fuel ratio is required as in the case of stoichiometric air-fuel ratio control, the injection amount for obtaining the fuel amount required by the engine using an inverse model based on the dynamic behavior of the engine 1 , The air-fuel ratio control is performed by using this value, and the injection amount for obtaining the fuel amount required by the engine is obtained, and the air-fuel ratio control can be performed by using this value.

【0040】また、コントローラ7は、図9に示すよう
に構成することができる。この実施例では、第2の制御
部K2のモデルベース制御部70に、モデルのパラメー
タの補正を行うモデル修正部100を備え、エンジン回
転数とスロットル開度及びO 2センサ信号に基づき、燃
焼が常に理論空燃比で行われるように制御してもよい。
Further, the controller 7 is provided as shown in FIG.
Can be configured. In this embodiment, the second control
The model parameters are stored in the model base controller 70 of the section K2.
A model correction unit 100 that corrects the engine speed.
Number of turns, throttle opening and O TwoBased on the sensor signal,
Control may be performed such that the burning is always performed at the stoichiometric air-fuel ratio.

【0041】また、コントローラ7は、図10に示すよ
うに構成することができる。この実施例では、モデルベ
ース制御部70の出力側に、トータル噴射量演算部10
1を備え、O2センサ信号を教師データとしてニューラ
ルネットワーク102でエンジン回転数とスロットル開
度に基づきオンライン学習させ、モデルベース制御部7
0による出力と、ニューラルネットワーク102との出
力とを加えてトータル噴射量演算部101でトータル噴
射量を演算しその出力により制御手法切換部50を介し
てエンジン1の空燃比制御を行なうようにしてもよい。
The controller 7 can be configured as shown in FIG. In this embodiment, a total injection amount calculating unit 10
The learning is performed on-line based on the engine speed and the throttle opening by the neural network 102 using the O 2 sensor signal as teacher data, and the model-based control unit 7
The total fuel injection amount is calculated by the total fuel injection amount calculator 101 by adding the output from the neural network 102 and the output from the neural network 102, and the output is used to control the air-fuel ratio of the engine 1 via the control method switching unit 50. Is also good.

【0042】次に、状態制御方式のフィードバック噴射
時間とトータル噴射時間の演算について説明する。
Next, the calculation of the feedback injection time and the total injection time of the state control method will be described.

【0043】図11はフィードバック噴射時間演算フロ
ーを示している。ステップa1でクランク角度1の場合
には、ステップb1でクランク角度1での角速度(v
1)の演算を行い終了する。ステップa1でクランク角
度1でない場合には、ステップc1でクランク角度2か
否かの判断を行い、クランク角度2でない場合には終了
し、クランク角度2の場合にはステップd1においてク
ランク角度2での角速度(v2)の演算を行い、エンジ
ン1が膨張行程にある2点における角速度を演算する。
次に、ステップe1で角加速度(acc)=(v2−v
1)/所要時間を求め、ステップf1で角加速度の平均
値(acc_ave)の計算を行う。
FIG. 11 shows a flow chart for calculating the feedback injection time. If the crank angle is 1 at step a1, the angular velocity (v
The operation of 1) is performed and the processing is terminated. If it is not the crank angle 1 in step a1, it is determined whether or not the crank angle is 2 in step c1, and if it is not crank angle 2, the process is terminated. The angular velocity (v2) is calculated, and the angular velocity at two points in the expansion stroke of the engine 1 is calculated.
Next, in step e1, the angular acceleration (acc) = (v2-v
1) / Calculate the required time, and calculate the average value of the angular acceleration (acc_ave) in step f1.

【0044】さらに、ステップg1で角加速度変動値
(f1)=|acc−acc_ave|を求めて、ステ
ップh1で燃焼悪化指数(pnt)=pnt+f1を求
める。ステップi1で燃焼悪化指数(pnt)の回数が
N=100?か否かの判断を行い、N=100でない場
合には、ステップj1でN=N+1としてステップc1
へ移行して100回になるまで繰り返す。燃焼悪化指数
(pnt)の演算回数が100回になると、ステップk
1でN=1とし、ステップl1で燃焼悪化指数(pn
t)がpnt>許容値(lim)か否かを判断する。
Further, at step g1, an angular acceleration variation value (f1) = | acc-acc_ave | is determined, and at step h1, a combustion deterioration index (pnt) = pnt + f1 is determined. In step i1, the number of times of the combustion deterioration index (pnt) is N = 100? It is determined whether or not N = 100, and if N = 100 is not satisfied, N = N + 1 is set in step j1 and step c1
Repeat until it reaches 100 times. When the number of calculations of the combustion deterioration index (pnt) reaches 100, step k
1, N = 1, and the combustion deterioration index (pn
It is determined whether or not t) is pnt> allowable value (lim).

【0045】そして、燃焼悪化指数(pnt)が許容値
(lim)を越えない場合には、ステップm1でフィー
ドバック噴射時間(t_fb)=t_fb−△tとして
短くして噴射量を少なくし、燃焼悪化指数(pnt)が
許容値(lim)を越える場合には、ステップn1でフ
ィードバック噴射時間(t_fb)=t_fb+△tと
して長くして噴射量を多くし、ステップo1で燃焼悪化
指数をpnt=0にして終了する。
If the combustion deterioration index (pnt) does not exceed the allowable value (lim), the feedback injection time (t_fb) = t_fb-Δt is shortened in step m1 to reduce the injection amount, thereby reducing the combustion deterioration. If the index (pnt) exceeds the allowable value (lim), the feedback injection time (t_fb) = t_fb + Δt is increased in step n1 to increase the injection amount, and in step o1, the combustion deterioration index is set to pnt = 0. To end.

【0046】図12はトータル噴射時間演算フローを示
している。ステップa2で定常状態の場合には、ステッ
プb2でニューラルネットワーク40による噴射時間
(t_nn)の演算を行い、そしてステップc2でトー
タル噴射時間(t_tt1)=t_nn+t_fbとし
てトータル噴射時間を算出して終了する。
FIG. 12 shows a flow chart for calculating the total injection time. In the case of the steady state in step a2, the calculation of the injection time (t_nn) by the neural network 40 is performed in step b2, and the total injection time is calculated as the total injection time (t_tt1) = t_nn + t_fb in step c2, and the processing is terminated.

【0047】ステップa2で定常状態でない場合には、
ステップd2で前回は定常状態か否かを判断し、定常状
態の場合にはステップe2で前回の運転状態に対してト
ータル噴射時間t_tt1をニューラルネットワーク4
0の教師データにセットし、ステップf2でトータル噴
射時間をt_fb=0とする。
If it is not the steady state in step a2,
At step d2, it is determined whether or not the previous time is in a steady state. If so, at step e2, the total injection time t_tt1 is compared with the previous operation state by the neural network 4.
0 is set to the teacher data, and the total injection time is set to t_fb = 0 in step f2.

【0048】ステップd2で前回が定常状態でない場合
には、ステップg2で逆モデルによる噴射時間(t_m
d1)の演算を行い、ステップh2でトータル噴射時間
(t_tt1)=t_md1にして終了する。
If the previous time is not the steady state at step d2, the injection time (t_m
The calculation of d1) is performed, and in step h2, the total injection time (t_tt1) is set to t_md1, and the process ends.

【0049】[0049]

【発明の効果】前記したように、請求項1記載の発明で
は、制御対象物の状態指数が予め設定された許容量とな
るような制御を行ない、この第1の制御部の操作量に学
習機能を有する第2の制御部の操作量を加えた値を最終
的操作量として制御を行なうから、常に状態を学習して
制御可能であり、しかも制御応答性が向上する状態制御
が可能である。
As described above, according to the first aspect of the present invention, control is performed such that the state index of the controlled object becomes a predetermined allowable amount, and learning is performed based on the operation amount of the first control unit. Since the value obtained by adding the operation amount of the second control unit having the function is used as the final operation amount, control can be performed by constantly learning the state, and furthermore, state control with improved control responsiveness is possible. .

【0050】請求項2記載の発明では、フィードバック
制御により状態指数が予め設定された許容量となるよう
に簡単かつ確実な制御を行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, simple and reliable control can be performed by feedback control so that the state index becomes a predetermined allowable amount.

【0051】請求項3記載の発明では、ニューラルネッ
トワークによる学習を行い、常に適切な状態制御を行う
ことができる。
According to the third aspect of the present invention, learning is performed by a neural network, and appropriate state control can always be performed.

【0052】請求項4記載の発明では、過渡状態等に
は、逆モデルを用いて適切な状態制御を行うことがで
き、例えば吸気管への燃料付着による応答遅れを補償で
きるため、システム構成の自由度が向上する。
According to the fourth aspect of the present invention, in a transient state or the like, appropriate state control can be performed using an inverse model, and for example, a response delay due to fuel adhesion to the intake pipe can be compensated. The degree of freedom is improved.

【0053】請求項5記載の発明では、制御対象物がエ
ンジンであり、エンジンの運転状態の制御を行うことが
できる。
According to the fifth aspect of the present invention, the object to be controlled is the engine, and the operating state of the engine can be controlled.

【0054】請求項6記載の発明では、リニア空燃比セ
ンサを用いることなく、クランク軸の回転変動情報から
エンジンが要求する任意の空燃比に制御でき、さらにフ
ィードバック制御を用いて空燃比をリーン化しようとし
た場合においても運転性能を損なうことなく制御し、エ
ンジンの燃焼状態を検出しながら空燃比を制御できるた
め、環境変化や経時変化に影響されず常にエンジンが要
求する空燃比に制御できる一方、空燃比を目標値に正確
に制御する必要のある場合には制御手法を切り換えるこ
とで対応できる。また、排ガスセンサを使用しない空燃
比制御が可能なため、コスト的に有利であるばかりでな
く、センサの劣化や設置場所を気にする必要がない。
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to control the air-fuel ratio to an arbitrary value required by the engine from the crankshaft rotation fluctuation information without using a linear air-fuel ratio sensor, and further to make the air-fuel ratio lean using feedback control. Even if it is attempted, since the air-fuel ratio can be controlled without deteriorating the driving performance and detecting the combustion state of the engine, the air-fuel ratio always required by the engine can be controlled without being affected by environmental changes or changes over time. When it is necessary to accurately control the air-fuel ratio to the target value, it can be dealt with by switching the control method. Further, since the air-fuel ratio control without using the exhaust gas sensor is possible, it is not only advantageous in terms of cost, but also there is no need to worry about the deterioration of the sensor or the installation location.

【0055】請求項7記載の発明では、エンジンが過渡
状態にありフィードバック制御が行な得ない場合、もし
くは理論空燃比制御のように目標空燃比に対する正確な
空燃比制御が要求される場合は、エンジンが要求する燃
料量となるための噴射量を求めて、この値により空燃比
制御を行い、過渡時等の空燃比制御の応答性が向上する
ため、過渡時等の運転性能の悪化を気にすることなく、
定常時の空燃比をリーン化できる。
According to the seventh aspect of the present invention, when the engine is in a transient state and feedback control cannot be performed, or when accurate air-fuel ratio control for the target air-fuel ratio is required as in stoichiometric air-fuel ratio control, The fuel injection amount required by the engine is obtained, and the air-fuel ratio control is performed based on this value, and the responsiveness of the air-fuel ratio control in a transient state or the like is improved. Without
Lean air-fuel ratio at regular times.

【0056】請求項8記載の発明では、インジェクタを
吸気通路に配置しても所定のタイミングでシリンダへ燃
料を供給することができ、例えば、インジェクタをスロ
ットルの上流に設置することで燃料が熱の影響により粘
圧が下がることが防止され、燃料の噴射が円滑になり、
またスロットルを通過する時に流速が速くなり燃料の霧
化を向上させることができ、あるいは吸気管集合部にイ
ンジェクタを配置するSPIとすることでインジェクタ
の数を削減することも可能である。
According to the eighth aspect of the present invention, fuel can be supplied to the cylinder at a predetermined timing even if the injector is disposed in the intake passage. For example, by installing the injector upstream of the throttle, the fuel is heated. This prevents the viscosity from dropping due to the effect, making the fuel injection smoother,
Further, the flow velocity increases when passing through the throttle, so that atomization of fuel can be improved. Alternatively, the number of injectors can be reduced by using an SPI in which the injectors are arranged in the intake pipe collecting portion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】車両や船舶に搭載されるエンジンのシステム図
である。
FIG. 1 is a system diagram of an engine mounted on a vehicle or a ship.

【図2】コントローラによる制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram of a controller.

【図3】回転変動検出部のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a rotation fluctuation detecting unit.

【図4】フィードバック噴射量演算部のブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram of a feedback injection amount calculation unit.

【図5】ニューラルネットワークの構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a neural network.

【図6】モデルベース制御部のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a model base control unit.

【図7】空気系の順モデルを示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a forward model of an air system.

【図8】燃料系の順モデルを示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a forward model of a fuel system.

【図9】他のコントローラによる制御ブロック図であ
る。
FIG. 9 is a control block diagram of another controller.

【図10】さらに、他のコントローラによる制御ブロッ
ク図である。
FIG. 10 is a control block diagram of another controller.

【図11】フィードバック噴射時間演算フローを示して
いる。
FIG. 11 shows a feedback injection time calculation flow.

【図12】トータル噴射時間演算フローを示している。FIG. 12 shows a total injection time calculation flow.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 7 コントローラ 6 クランク角センサ 13 スロットル開度センサ 14 インジェクタ 20 回転変動部 30 フィードバック噴射量演算部 40 ニューラルネットワーク 50 制御手法切換部 60 定常・過渡判定部 70 モデルベース制御部 80 トータル噴射量演算部 K1 第1の制御部 K2 第2の制御部 Reference Signs List 1 engine 7 controller 6 crank angle sensor 13 throttle opening sensor 14 injector 20 rotation fluctuation unit 30 feedback injection amount calculation unit 40 neural network 50 control method switching unit 60 steady / transient determination unit 70 model base control unit 80 total injection amount calculation unit K1 first control unit K2 second control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 45/00 324 F02D 45/00 324 340 340C G05B 13/04 G05B 13/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location F02D 45/00 324 F02D 45/00 324 340 340C G05B 13/04 G05B 13/04

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】制御対象物から出力される1つもしくは複
数の情報から、制御対象物の状態指数を演算し、この状
態指数が予め設定された許容量となるような制御を行な
う第1の制御部を有し、この第1の制御部の操作量に学
習機能を有する第2の制御部の操作量を加えた値を最終
的操作量として制御を行なうことを特徴とする状態制御
方式。
1. A first method for calculating a state index of a control object from one or a plurality of pieces of information output from the control object, and performing a control such that the state index becomes a preset allowable amount. A state control method, comprising: a control unit, wherein a value obtained by adding an operation amount of a second control unit having a learning function to an operation amount of the first control unit is controlled as a final operation amount.
【請求項2】第1の制御部は、フィードバック制御を行
うことを特徴とする請求項1記載の状態制御方式。
2. The state control method according to claim 1, wherein the first control section performs feedback control.
【請求項3】第2の制御部は、学習機能をニューラルネ
ットワークにより実現することを特徴とする請求項1記
載の状態制御方式。
3. The state control method according to claim 1, wherein the second control unit implements the learning function by a neural network.
【請求項4】前記第2の制御部の一部として、前記制御
対象物の動的挙動に基づいた逆モデルを持ち、この逆モ
デルを用いて制御を行うことを特徴とする請求項1乃至
請求項3のいずれかに記載の状態制御方式。
4. A control device according to claim 1, wherein said second control section has an inverse model based on a dynamic behavior of said control object, and performs control using said inverse model. The state control method according to claim 3.
【請求項5】前記制御対象物がエンジンであり、制御対
象物の状態が運転状態であることを特徴とする請求項1
乃至請求項4のいずれかに記載の状態制御方式。
5. The control object is an engine, and the state of the control object is an operating state.
The state control method according to claim 4.
【請求項6】クランク軸の回転変動情報からエンジンの
燃焼状態を検出し、この回転変動情報をフィードバック
信号として空燃比のフィードバック制御を行なうととも
に、このフィードバック制御による噴射量を教師データ
としてニューラルネットワークをオンライン学習させ、
前記フィードバック制御による噴射量と前記ニューラル
ネットワークによる噴射量との加算値により空燃比制御
を行なうことを特徴とする請求項5記載の状態制御方
式。
6. An engine combustion state is detected from rotation fluctuation information of a crankshaft, feedback control of an air-fuel ratio is performed by using the rotation fluctuation information as a feedback signal, and a neural network is formed by using an injection amount by the feedback control as teacher data. Let them learn online,
6. The state control method according to claim 5, wherein the air-fuel ratio control is performed based on an added value of the injection amount by the feedback control and the injection amount by the neural network.
【請求項7】エンジンが過渡状態にありフィードバック
制御が行な得ない場合、もしくは理論空燃比制御のよう
に目標空燃比に対する正確な空燃比制御が要求される場
合は、エンジンの動的挙動に基づいた逆モデルを用いて
エンジンが要求する燃料量となるための噴射量を求め
て、この値により空燃比制御を行うことを特徴とする請
求項6記載の状態制御方式。
7. When the engine is in a transient state and feedback control cannot be performed, or when accurate air-fuel ratio control with respect to a target air-fuel ratio is required as in stoichiometric air-fuel ratio control, the dynamic behavior of the engine is determined. 7. The state control system according to claim 6, wherein an injection amount for obtaining a fuel amount required by the engine is obtained by using an inverse model based on the calculated amount, and the air-fuel ratio control is performed based on the obtained injection amount.
【請求項8】シリンダへ入るべき燃料を噴射するインジ
ェクタを、吸気通路に配置したことを特徴とする請求項
6または請求項7記載の状態制御方式。
8. The state control system according to claim 6, wherein an injector for injecting fuel to be injected into the cylinder is disposed in the intake passage.
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