JPH10176578A - Air-fuel ratio control device - Google Patents

Air-fuel ratio control device

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JPH10176578A
JPH10176578A JP9138942A JP13894297A JPH10176578A JP H10176578 A JPH10176578 A JP H10176578A JP 9138942 A JP9138942 A JP 9138942A JP 13894297 A JP13894297 A JP 13894297A JP H10176578 A JPH10176578 A JP H10176578A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
fuel
state
control device
Prior art date
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Application number
JP9138942A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Ishida
明 石田
Masuo Takigawa
益生 瀧川
Tatsuya Nakamura
達矢 中村
Norihiro Fujioka
典宏 藤岡
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10176578A publication Critical patent/JPH10176578A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1405Neural network control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1458Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with determination means using an estimation

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain proper air-fuel ratio control and suppress the occurrence of a misfire by detecting multiple physical quantities detectable at a low temperature and indicating the state of an engine, inputting multiple physical quantities as parameters, estimating an air-fuel ratio with a neural network, and correcting the fuel injection quantity. SOLUTION: The outputs of a throttle opening sensor (l), an intake air pressure sensor (m), a crank angle sensor (p), and an air-fuel ratio sensor (q) are inputted to an ECU, and the ECU calculates the fuel injection quantity Gf to keep an air-fuel ratio A/F at the prescribed value and controls an injector I. The ECU uses the physical quantities detected by the sensors as parameters and estimates the air-fuel ratio A/F with a neural network. The ECU detects the deviation between the actually collected air-fuel ratio A/F and the estimated airfuel ratio A/F, it changes the structure of the neural network so that this deviation becomes within an allowable value, e.g. average 0.1 or below as air- fuel ratio conversion, and it calculates the correction quantity of the fuel injection quantity based on the estimated air-fuel ratio A/F.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃エンジンの燃料噴
射制御方式の制御装置に関し、特に、ニューラルネット
ワークを用いてエンジンの空燃比の制御を補助する制御
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a fuel injection control system of an internal combustion engine, and more particularly to a control device for assisting control of an air-fuel ratio of an engine using a neural network.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車台数の増加にともない排気
ガス公害がとみに問題となって来ている。かかる排気ガ
ス公害に対応するために、一般に自動車の排気ガス中に
含まれる有毒ガスであるNOx 、CO、HCを触媒を用
いて低減させるという方法が採られ、例えば代表的な触
媒として三元触媒が使用される。このような触媒は、N
Ox 、CO、HCの複数種類の有害ガスに作用すること
ができる。しかし、各気体ごとに気筒流入空気重量と気
筒流入燃料量との比である空燃比によって発生量が異な
るため空燃比がリーン(薄い)状態のときはNOx が浄
化できず、空燃比がリッチ(濃い)状態のときはCOや
HCが浄化できない。即ち、これらの有害ガスを触媒に
より最も効果的に浄化するためには空燃比を触媒が効果
的に働くことのできる一定値に保つ必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in the number of automobiles, exhaust gas pollution has become a serious problem. In order to cope with such exhaust gas pollution, a method of reducing NOx, CO, and HC, which are toxic gases generally contained in exhaust gas of automobiles, using a catalyst is adopted. Is used. Such a catalyst is
It can act on multiple types of harmful gases such as Ox, CO and HC. However, when the air-fuel ratio is lean, the NOx cannot be purified, and the air-fuel ratio becomes rich. In the (dense) state, CO and HC cannot be purified. That is, in order to most effectively purify these harmful gases with a catalyst, the air-fuel ratio needs to be maintained at a constant value at which the catalyst can work effectively.

【0003】このために空燃比を自動車の運転状態にか
かわらず一定に保つ空燃比制御が必要となる。空燃比制
御にはスロットル開度等の変化に応じて、燃料の増量補
正、減量補正等を行うフィードフォワード制御が行われ
ている。また、これとともに空燃比センサである02 セ
ンサやリニア空燃比センサ(以下「LAFセンサ」とい
う)の値等を用いて燃料噴射量の補正量をフィードバッ
クするフィードバック制御も一般的に行われている。こ
れらの制御は、アイドル時や定速走行時などの定常運転
域で特に成果を納めている。
For this reason, air-fuel ratio control for maintaining the air-fuel ratio constant irrespective of the driving state of the automobile is required. In the air-fuel ratio control, feed-forward control is performed for performing fuel increase correction, fuel decrease correction, and the like in accordance with a change in the throttle opening and the like. In addition, feedback control for feeding back the correction amount of the fuel injection amount using the value of an air-fuel ratio sensor 02 sensor or a linear air-fuel ratio sensor (hereinafter referred to as a "LAF sensor") is also generally performed. These controls are particularly effective in a steady operation range such as when idling or running at a constant speed.

【0004】しかし、実際のエンジンでは、例えばイン
ジェクタより燃料を噴射しても、全ての量が気筒内へ流
入するのではなく一部は吸気管壁面に付着する等の複雑
な挙動をする。この付着量は運転状態(回転数や負荷
(吸入空気圧)等)や外部環境(吸入空気温度や冷却水
温、大気圧等)により複雑に変化し、また付着燃料から
蒸発して気筒内に流入する燃料量も、前記運転状態や外
部環境により変化するというように種々の要因により変
化していく。このため、加減速時などの過渡状態におけ
る空燃比を単純なフィードフォワード制御やフィードバ
ック制御のみで制御するのは現実には非常に困難であ
る。
However, in an actual engine, even when fuel is injected from an injector, for example, not all of the fuel flows into the cylinder, but a part of the fuel has a complicated behavior such that the fuel adheres to the intake pipe wall surface. The amount of adhesion varies in a complicated manner depending on the operating state (rotational speed, load (intake air pressure), etc.) and the external environment (intake air temperature, cooling water temperature, atmospheric pressure, etc.), and evaporates from the attached fuel and flows into the cylinder. The fuel amount also changes due to various factors, such as the operating state and the external environment. For this reason, it is actually very difficult to control the air-fuel ratio in a transient state such as acceleration or deceleration only by simple feedforward control or feedback control.

【0005】そこで、これらの制御の精度を向上させる
ために、例えば特開平3−235723号に開示されて
いるように、上記燃料付着等の非線形要素をニューラル
ネットワークにより学習させ、このニューラルネットワ
ークを用いて燃料噴射量の補正量を過渡時の応答性能の
向上を図るように制御する制御装置が提案されている。
Therefore, in order to improve the accuracy of these controls, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-235723, a nonlinear element such as the above-mentioned fuel adhesion is learned by a neural network, and this neural network is used. There has been proposed a control device that controls the correction amount of the fuel injection amount so as to improve the response performance in a transient state.

【0006】ニューラルネットワークを用いた空燃比制
御装置の一般的な構成を図50に示す。図50に示す空
燃比制御装置を簡単に説明する。空燃比は図示しない制
御装置のフィードフォワード制御およびフィードバック
制御によって所定の値に保たれており、これにさらに、
過渡時の空燃比を適切に保つために図50に示す空燃比
制御装置が設けられているものとする。
FIG. 50 shows a general configuration of an air-fuel ratio control device using a neural network. The air-fuel ratio control device shown in FIG. 50 will be briefly described. The air-fuel ratio is maintained at a predetermined value by feed-forward control and feedback control of a control device (not shown).
It is assumed that an air-fuel ratio control device shown in FIG. 50 is provided to appropriately maintain the air-fuel ratio at the time of transition.

【0007】従来のニューラルネットワークによる空燃
比制御装置はエンジンに対して、エンジンの状態を表す
複数のパラメータ、例えばエンジンの回転数(Ne)、
吸入空気圧(Pb)、スロットル開度(THL)、燃料
噴射量(Gf)、吸入空気温(Ta)、冷却水温(T
w)、空燃比(A/F)等を検出する状態検出部210
が設けられている。そして、この状態検出部210によ
り検出された複数のパラメータを入力とし、燃料噴射量
の補正量を出力として学習させたニューラルネットワー
クにより燃料噴射量の補正量(ΔGf)を燃料補正量推
定部220により推定する。この燃料補正量推定部22
0によって推定された補正量(ΔGf)を、図示しない
制御装置が算出した燃料噴射量(Gf)に加えることで
燃料噴射量を補正し、空燃比(A/F)の制御を補助す
る。これにより、過渡状態における複雑なエンジンの挙
動に対しても適正な空燃比の制御が可能となる。
A conventional air-fuel ratio control device using a neural network provides a plurality of parameters representing the state of the engine, such as the engine speed (Ne), to the engine.
Intake air pressure (Pb), throttle opening (THL), fuel injection amount (Gf), intake air temperature (Ta), cooling water temperature (T
w), a state detector 210 for detecting an air-fuel ratio (A / F), etc.
Is provided. A plurality of parameters detected by the state detection unit 210 are input, and the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount is calculated by the fuel correction amount estimation unit 220 by a neural network learned using the correction amount of the fuel injection amount as an output. presume. This fuel correction amount estimating unit 22
The fuel injection amount is corrected by adding the correction amount (ΔGf) estimated by 0 to the fuel injection amount (Gf) calculated by a control device (not shown), and assists in controlling the air-fuel ratio (A / F). This makes it possible to control the air-fuel ratio appropriately even for complicated engine behavior in a transient state.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来提案され
ているニューラルネットワークを用いた空燃比制御系で
はニューラルネットワークの入力項には空燃比(A/
F)のセンサ出力が入力項目に含まれているため、極低
温時やエンジン始動時では空燃比センサが不活性となり
使用することができず、エンジンが暖まるまではニュー
ラルネットワークを用いた補助制御ができないという問
題がある。
However, in the air-fuel ratio control system using the conventionally proposed neural network, the input term of the neural network includes the air-fuel ratio (A /
Since the sensor output of F) is included in the input items, the air-fuel ratio sensor becomes inactive at extremely low temperatures or when the engine is started, and cannot be used. There is a problem that can not be.

【0009】そして、エンジンが暖まった後において
も、空燃比センサの使用年数が長くなると劣化が激しく
なり、ニューラルネットワークの出力値にずれが生じ、
空燃比制御システム全体として不具合が生じる。さら
に、この空燃比制御システムの不具合は、空燃比制御シ
ステムを構成する幾つかの要素の異常や劣化によっても
もたらされる。
[0009] Even after the engine has warmed up, the deterioration of the air-fuel ratio sensor increases as the age of use of the air-fuel ratio sensor increases, and the output value of the neural network shifts.
Failure occurs as a whole in the air-fuel ratio control system. Further, the malfunction of the air-fuel ratio control system is also caused by abnormality or deterioration of some elements constituting the air-fuel ratio control system.

【0010】また、ニューラルネットワークによって直
接燃料噴射量の補正量を算出するような構成とすると、
教師データの設定や燃料噴射量の補正量の測定等が困難
であり、学習の際に精度が得られない場合はどこに問題
があるのかをつかみ難く、開発過程に非常に時間と労力
がかかることが予想される。さらに、エンジン始動時に
おいては燃料噴射量を噴き過ぎても、また噴く量が少な
くても失火してしまう。どちらの場合も失火という状況
は同じ為、空燃比センサ出力値は超リーン(薄い)とな
るが、従来のニューラルネットワークを用いた空燃比制
御系ではかかる失火原因の差異を考慮した学習をしてい
ないため制御時に不都合が生じ、また失火を防ぐことも
できず、有害な未燃燃料を排出してしまう恐れも多い。
Further, if the correction amount of the fuel injection amount is directly calculated by the neural network,
It is difficult to set teacher data and measure the correction amount of fuel injection amount, etc.If accuracy is not obtained at the time of learning, it is difficult to grasp where there is a problem, and it takes a lot of time and effort in the development process Is expected. Further, when starting the engine, even if the fuel injection amount is excessively injected, or if the injected amount is small, a misfire will occur. In both cases, the situation of misfiring is the same, so the output value of the air-fuel ratio sensor is extremely lean (thin). However, in the conventional air-fuel ratio control system using a neural network, learning is performed in consideration of the difference in the cause of the misfire. Since there is no control, inconvenience occurs during control, misfire cannot be prevented, and harmful unburned fuel may be discharged in many cases.

【0011】また、失火状態を知ることができれば、失
火を防ぐように燃料噴射量の調整ができて、エンジン始
動をスムーズに行えるが、現実にエンジン始動時に於け
る失火状態を検出するには、内圧センサ等を各気筒毎に
つける必要があり、コストアップとなり実現可能性は低
い。一方、自動車の使用者は市販されている複数のガソ
リンの中からいずれか1つを選択して使用するが、選択
されるガソリンの蒸発率等の性状はそれぞれ異なるた
め、この蒸発率等の性状の違いを考慮した空燃比制御す
れば、特に蒸発率の差の大きな低温時において空燃比制
御が適切に行えると考えられる。しかし、現実に自動車
の使用者がどのガソリンを選択するかがわからないた
め、メーカー側では冷間時のエンジンの失火を防ぐ為、
始動時においては一律に最も蒸発率の悪いガソリンの性
状にあわせて燃料噴射量を調整している。このため、通
常は自動車の使用者はより蒸発率の高いガソリンを選択
するため、燃料噴射量が多くなり過ぎ有害な未燃燃料が
放出されるという問題がある。
If the misfire state can be known, the fuel injection amount can be adjusted so as to prevent misfire, and the engine can be started smoothly. It is necessary to provide an internal pressure sensor or the like for each cylinder, which increases costs and is less feasible. On the other hand, a user of a car selects and uses one of a plurality of gasolines on the market, but the properties of the selected gasoline, such as the evaporation rate, are different from each other. It is considered that if the air-fuel ratio control taking into account the difference in the air-fuel ratio is performed, the air-fuel ratio control can be appropriately performed especially at a low temperature where the difference in the evaporation rates is large. However, since the car user does not actually know which gasoline to choose, the manufacturer must prevent the engine from misfiring during cold weather.
At the time of starting, the fuel injection amount is uniformly adjusted according to the properties of gasoline having the lowest evaporation rate. For this reason, since the user of an automobile usually selects gasoline with a higher evaporation rate, there is a problem that the fuel injection amount becomes too large and harmful unburned fuel is released.

【0012】また、始動後でもガソリンの蒸発率を特定
種類のガソリン種別に固定してフィードフォワード制御
により燃料噴射量を算出するので、ガソリンの種別が異
なれば適切に空燃比を制御できない。特に、また、低温
域では空燃比センサが働かないのでフィードバック制御
や従来のニューラルネットワークを用いた空燃比制御に
よってはこれを補うことはできない。
Further, even after the engine is started, the fuel injection amount is calculated by feedforward control while fixing the evaporation rate of gasoline to a specific type of gasoline, so that the air-fuel ratio cannot be properly controlled if the type of gasoline is different. In particular, since the air-fuel ratio sensor does not operate in a low temperature range, it cannot be compensated for by feedback control or air-fuel ratio control using a conventional neural network.

【0013】そこで、本発明は、極低温時やエンジン始
動時であっても、また、空燃比センサの劣化の考慮の必
要がない、適切に空燃比制御を補助できる制御装置を提
供することを目的とする。また、本発明は、空燃比制御
システムの構成要素に異常や劣化が生じていても、これ
を容易に検出し、場合に応じて異常や劣化を考慮して適
切な空燃比制御を行うことを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a control device capable of appropriately assisting the air-fuel ratio control even at an extremely low temperature or when the engine is started, without having to consider the deterioration of the air-fuel ratio sensor. Aim. Further, the present invention is intended to easily detect any abnormality or deterioration of the components of the air-fuel ratio control system and to perform appropriate air-fuel ratio control in consideration of the abnormality or deterioration as necessary. Aim.

【0014】それから、本発明は教師データの設定や測
定の容易な、燃料噴射量の補正量を算出するための物理
量をニューラルネットワークで推定するようにすること
で、学習を容易にし開発過程における時間と労力を削減
することを目的とする。さらに、本発明は、燃料の種別
をニューラルネットワークを用いて推定して、エンジン
の低温時、特にエンジン始動時の燃料噴射量を適切に設
定することで、失火を無くし未燃燃料の放出を防ぐこと
を目的とする。
Further, the present invention estimates a physical quantity for calculating the correction amount of the fuel injection amount, which is easy to set and measure the teacher data, by using a neural network, thereby facilitating learning and reducing time in the development process. And aims to reduce the effort. Further, according to the present invention, by estimating the type of fuel by using a neural network and appropriately setting the fuel injection amount at the time of low temperature of the engine, particularly at the time of starting the engine, the misfire is eliminated and the emission of unburned fuel is prevented. The purpose is to:

【0015】そして、本発明は、失火状態を考慮したニ
ューラルネットワークを用いることによってより適正な
空燃比制御を達成するとともに、さらに、失火が発生し
ないようにニューラルネットワークによって燃料噴射量
を制御することを目的とする。
The present invention achieves more appropriate air-fuel ratio control by using a neural network that takes into account a misfire state, and further controls the fuel injection amount by the neural network so that misfire does not occur. Aim.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は空燃比を一定値に保つ制御系に対して燃料
噴射量を補正することによって空燃比の制御を補助する
空燃比制御装置において、エンジンの状態を表す低温時
でも検出可能な複数の物理量を検出する状態検出手段
と、検出された複数の物理量をパラメータとして入力
し、ニューラルネットワークを用いて空燃比を推定する
空燃比推定手段と、推定された空燃比から燃料噴射量の
補正量を算出する燃料補正量算出手段とを設けたもので
ある。なお、低温時とはここでは空燃比センサが働かな
い温度以下の温度をいい、例えば、現存する空燃比セン
サを基準とすると約50℃以下の温度をいう。また、こ
れらのセンサは0℃以上で作動すれば足りる。燃料噴射
量の補正量の算出には、燃料噴射量に乗算することで補
正量を含んだ燃料噴射量を算出するための補正係数の算
出も含むものとする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an air-fuel ratio control which assists the control of the air-fuel ratio by correcting the fuel injection amount to a control system for maintaining the air-fuel ratio at a constant value. In the apparatus, state detection means for detecting a plurality of physical quantities that can be detected even at a low temperature indicating the state of the engine, and air-fuel ratio estimation for estimating the air-fuel ratio using a neural network by inputting the detected plurality of physical quantities as parameters Means and a fuel correction amount calculating means for calculating a correction amount of the fuel injection amount from the estimated air-fuel ratio. Here, the low temperature refers to a temperature below the temperature at which the air-fuel ratio sensor does not operate, for example, a temperature of about 50 ° C. or less based on the existing air-fuel ratio sensor. It is sufficient that these sensors operate at 0 ° C. or higher. The calculation of the correction amount of the fuel injection amount includes calculation of a correction coefficient for calculating the fuel injection amount including the correction amount by multiplying the fuel injection amount.

【0017】この空燃比制御装置に、さらに、燃料噴射
量の時系列データを格納する燃料時系列データ格納手段
を設け、前記空燃比推定手段は、入力するパラメータに
燃料噴射量の前記時系列データを含むようにすることが
望ましい。そして、さらに前記空燃比推定手段に入力さ
れる少なくとも1つのパラメータの値が、そのパラメー
タに対して予め設定された範囲内にあるか否かを判定す
るパラメータ範囲判定手段と、予め設定された範囲内に
ないと判定されたパラメータの値を予め設定された値に
置き換えるパラメータ変換手段を設けると効果的であ
る。ここで、前記パラメータに対して予め設定された範
囲は、前記ニューラルネットワークの学習において入力
された、当該パラメータとなる物理量の値の最大値と最
小値とに基づいて決定するのが効果的である。
The air-fuel ratio control device further includes fuel time-series data storage means for storing time-series data of the fuel injection amount. It is desirable to include A parameter range determining unit that determines whether a value of at least one parameter input to the air-fuel ratio estimating unit is within a range set in advance for the parameter; It is effective to provide parameter conversion means for replacing the value of the parameter determined not to be within the range with a preset value. Here, it is effective that the preset range for the parameter is determined based on the maximum value and the minimum value of the value of the physical quantity serving as the parameter, which are input in the learning of the neural network. .

【0018】また、上記の空燃比制御装置において、さ
らに、エンジンの過渡状態量を検出する過渡状態検出手
段と、検出された過渡状態量に基づいて前記燃料補正量
算出手段で得られた燃料噴射量の補正量を調整する燃料
補正量調整手段とを設けることができる。上記の過渡状
態検出手段は、前記状態検出手段で得られる少なくとも
1つの物理量の変化量に基づいて過渡状態量を検出する
ようにしたり、前記空燃比推定手段によって推定される
空燃比の変化量に基づいて過渡状態量を検出するように
したりすることが可能であり、さらに、空燃比を検出す
る空燃比センサと、前記空燃比センサの出力値の変化量
に基づいて過渡状態量を検出する過渡状態演算手段とよ
り構成してもよい。
Further, in the above-described air-fuel ratio control apparatus, a transient state detecting means for detecting a transient state amount of the engine, and a fuel injection amount obtained by the fuel correction amount calculating means based on the detected transient state amount. Fuel correction amount adjusting means for adjusting the amount of correction may be provided. The transient state detecting means detects the transient state quantity based on the change amount of at least one physical quantity obtained by the state detecting means, or detects the change amount of the air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimating means. It is also possible to detect a transient state quantity based on an air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio, and a transient state quantity that detects a transient state quantity based on a change amount of an output value of the air-fuel ratio sensor. It may be constituted by state calculation means.

【0019】それから、上記空燃比推定手段に用いられ
るニューラルネットワークは、学習過程において空燃比
センサの出力が超リーン状態であって燃料噴射量との整
合性がない場合に空燃比は超リッチ状態であるとする情
報を含む教師データを用いて学習させることが望まし
い。また、上記空燃比制御装置においては、エンジンに
使用されている燃料種別を検出する燃料種別検出手段を
設けて、前記空燃比推定手段が入力するパラメータとし
て、検出された燃料種別の性質に応じた数値を含むよう
にしてもよい。
Then, the neural network used in the air-fuel ratio estimating means, when the output of the air-fuel ratio sensor is in a super-lean state in the learning process and is not consistent with the fuel injection amount, the air-fuel ratio is in a super-rich state. It is desirable that learning be performed using teacher data including information that exists. Further, in the air-fuel ratio control device, a fuel type detection unit that detects a type of fuel used in the engine is provided, and a parameter input by the air-fuel ratio estimation unit corresponds to a property of the detected fuel type. It may include a numerical value.

【0020】さらに、上記課題を解決するために、本発
明は空燃比を一定値に保つ制御系に対して燃料噴射量を
補正することによって空燃比の制御を補助する空燃比制
御装置において、燃料噴射量と空燃比を含むエンジンの
状態を表す複数の物理量を検出する状態検出手段と、検
出された複数の物理量のうち少なくとも2以上をパラメ
ータとして入力し、ニューラルネットワークを用いて気
筒流入空気重量を推定する流入空気重量推定手段と、状
態検出手段により検出される燃料噴射量および空燃比
と、流入空気重量推定手段によって推定された気筒流入
空気重量とから、燃料噴射量の補正量を算出する燃料補
正量算出手段とを設けたものである。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an air-fuel ratio control device for assisting control of the air-fuel ratio by correcting the fuel injection amount to a control system for maintaining the air-fuel ratio at a constant value. State detection means for detecting a plurality of physical quantities representing the state of the engine including the injection amount and the air-fuel ratio; and inputting at least two or more of the detected plurality of physical quantities as parameters, and using a neural network to calculate the weight of the air flowing into the cylinder using a neural network. A fuel for calculating a correction amount of the fuel injection amount from the estimated inflow air weight estimation means, the fuel injection amount and the air-fuel ratio detected by the state detection means, and the cylinder inflow air weight estimated by the inflow air weight estimation means. And a correction amount calculating means.

【0021】また、上記課題を解決するために本発明は
空燃比を一定値に保つ制御系に対して燃料噴射量を補正
することによって空燃比の制御を補助する空燃比制御装
置において、エンジンの状態を表す低温時でも検出可能
な複数の物理量を検出する状態検出手段と、検出された
複数の物理量をパラメータとして入力し、ニューラルネ
ットワークを用いて空燃比に関連する物理量の変化量を
推定する変化量推定手段と、推定された空燃比に関連す
る物理量の変化量から燃料噴射量の補正量を算出する燃
料補正量算出手段とを設けたものである。なお、空燃比
に関連する物理量とは空燃比の値の増減に影響を与える
物理量をいう。また、変化量は変化率、変化速度をも含
むものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an air-fuel ratio control apparatus for assisting control of an air-fuel ratio by correcting a fuel injection amount to a control system for maintaining the air-fuel ratio at a constant value. A state detecting means for detecting a plurality of physical quantities that can be detected even at a low temperature indicating a state, and a change for inputting a plurality of detected physical quantities as parameters and estimating a change amount of a physical quantity related to an air-fuel ratio using a neural network. There is provided an amount estimating means and a fuel correction amount calculating means for calculating a correction amount of the fuel injection amount from a change amount of the physical quantity related to the estimated air-fuel ratio. Note that the physical quantity related to the air-fuel ratio refers to a physical quantity that affects the increase / decrease of the value of the air-fuel ratio. The change amount includes a change rate and a change speed.

【0022】前記変化量推定手段は、検出された複数の
物理量をパラメータとして入力し、ニューラルネットワ
ークを用いて空燃比に関連する物理量を推定し、この物
理量の変化量を算出することで空燃比に関連するパラメ
ータの変化量を推定するよう構成することができ、前記
空燃比に関連する物理量は空燃比そのものとすることが
望ましい。
The change amount estimating means inputs a plurality of detected physical amounts as parameters, estimates a physical amount related to an air-fuel ratio using a neural network, and calculates a change amount of the physical amount to obtain an air-fuel ratio. It is preferable that the amount of change of the related parameter is estimated, and the physical quantity related to the air-fuel ratio is preferably the air-fuel ratio itself.

【0023】さらに、前記変化量推定手段に用いられる
ニューラルネットワークは、やはり学習過程において空
燃比センサの出力が超リーン状態であって燃料噴射量と
の整合性がない場合に空燃比は超リッチ状態であるとす
る情報を含む教師データを用いて学習したものを用いる
ようにすると効果的である。それから、上記課題を解決
するために本発明は空燃比を一定値に保つ制御系と、こ
の制御系に対して燃料噴射量を補正することによって空
燃比の制御を補助する制御系とよりなる空燃比制御シス
テムの異常又は劣化を検出する異常・劣化検出装置にお
いて、エンジンの状態を表す低温時でも検出可能な複数
の物理量を検出する状態検出手段と、検出された複数の
物理量をパラメータとして入力し、ニューラルネットワ
ークを用いて空燃比を推定する空燃比推定手段と、空燃
比を検出する空燃比センサと、前記空燃比推定手段によ
り推定された空燃比と、前記空燃比センサにより検出さ
れた空燃比を比較することにより、空燃比センサの動特
性変化を検出するセンサ特性判定手段とを設けたもので
ある。
Further, the neural network used in the change amount estimating means is also characterized in that the air-fuel ratio is in a super-rich state when the output of the air-fuel ratio sensor is in a super-lean state during the learning process and is not consistent with the fuel injection amount. It is effective to use what is learned using the teacher data including the information that In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an air-fuel ratio control system comprising a control system for maintaining the air-fuel ratio at a constant value, and a control system for assisting the air-fuel ratio control by correcting the fuel injection amount to the control system. In the abnormality / deterioration detection device for detecting abnormality or deterioration of the fuel ratio control system, state detection means for detecting a plurality of physical quantities that can be detected even at a low temperature indicating the state of the engine, and inputting the detected plurality of physical quantities as parameters. An air-fuel ratio estimating means for estimating an air-fuel ratio using a neural network, an air-fuel ratio sensor detecting an air-fuel ratio, an air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimating means, and an air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor. And a sensor characteristic judging means for detecting a change in dynamic characteristics of the air-fuel ratio sensor by comparing

【0024】前記センサ特性判定手段は、前記空燃比推
定手段により推定された空燃比の時間変化および前記空
燃比センサにより検出された空燃比の時間変化を微分演
算することにより それぞれの極値を求め、このそれぞ
れの極値の時刻及び値を比較することにより、前記空燃
比センサの動特性変化として空燃比センサの位相遅れお
よびゲイン変化を求めるよう構成することができ、ま
た、前記状態検出手段より検出された少なくとも1つ物
理量、前記空燃比推定手段により推定された空燃比、前
記空燃比センサにより検出された空燃比をパラメータと
して入力し、ニューラルネットワークを用いて前記空燃
比センサの動特性変化を推定するように構成することも
できる。
The sensor characteristic determining means obtains respective extreme values by differentiating the time change of the air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimating means and the time change of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor. By comparing the time and the value of each of the extreme values, it is possible to obtain a phase lag and a gain change of the air-fuel ratio sensor as a dynamic characteristic change of the air-fuel ratio sensor. The detected at least one physical quantity, the air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimating means, and the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor are input as parameters, and the dynamic characteristic change of the air-fuel ratio sensor is determined using a neural network. It can also be configured to estimate.

【0025】そして、上記課題を解決するために、上記
異常・劣化検出装置において、前記空燃比推定手段に、
排気管内における触媒より前の空燃比を推定させ、前記
空燃比センサに、排気管内における触媒より後の空燃比
を検出させ、前記センサ特性判定手段を、前記空燃比推
定手段により推定された空燃比と、前記空燃比センサに
より検出された空燃比を比較することにより触媒の劣化
を検出する触媒劣化検出手段に置換するような構成を採
用してもよい。
In order to solve the above-mentioned problem, in the abnormality / deterioration detecting device, the air-fuel ratio estimating means includes:
Causing the air-fuel ratio before the catalyst in the exhaust pipe to be estimated; and causing the air-fuel ratio sensor to detect the air-fuel ratio after the catalyst in the exhaust pipe; Alternatively, a configuration may be adopted in which the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor is compared with a catalyst deterioration detection unit that detects catalyst deterioration by comparing the air-fuel ratio.

【0026】それから、上記課題を解決するために空燃
比を一定値に保つ制御系に対して燃料噴射量を補正する
ことによって空燃比の制御を補助する空燃比制御装置に
おいて、エンジンの状態を表す低温時でも検出可能な複
数の物理量を検出する状態検出手段と、空燃比を検出す
る空燃比センサと、エンジンの状態を表わす物理量を検
出し、この物理量に基づいて、エンジンが所定の運転状
態にあるかどうかを判定する運転状態判定手段と、エン
ジンが所定の運転状態であると判定された場合に、前記
状態検出手段により検出された少なくとも1つの物理量
を変更し、その物理量の変更時刻から前記空燃比センサ
が検出する空燃比が変動するまでの応答時間を計測して
記憶する応答時間検出手段と、検出された複数の物理量
と、記憶された応答時間をパラメータとして入力し、ニ
ューラルネットワークを用いて空燃比を推定する空燃比
推定手段と、推定された空燃比から燃料噴射量の補正量
を算出する燃料補正量算出手段とを設けたものである。
Then, in order to solve the above-mentioned problems, an air-fuel ratio control device which assists the control of the air-fuel ratio by correcting the fuel injection amount to a control system for maintaining the air-fuel ratio at a constant value indicates the state of the engine. State detection means for detecting a plurality of physical quantities that can be detected even at a low temperature, an air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio, and a physical quantity representing the state of the engine. Operating state determining means for determining whether or not there is, when at least one physical quantity detected by the state detecting means is determined when the engine is in a predetermined operating state, and changing the physical quantity from the change time of the physical quantity; Response time detecting means for measuring and storing a response time until the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor fluctuates; a plurality of detected physical quantities; An air-fuel ratio estimating unit that inputs time as a parameter and estimates an air-fuel ratio using a neural network, and a fuel correction amount calculating unit that calculates a correction amount of a fuel injection amount from the estimated air-fuel ratio is provided. .

【0027】そして、上記空燃比推定手段に用いられる
ニューラルネットワークは、劣化しているセンサを用い
て得られた学習データに対して、劣化の無い空燃比セン
サの出力値を教師信号としてニューロ学習を行ったもの
とするのがよい。さらに、上記課題を解決するために本
発明は空燃比を一定値に保つ制御系に対して燃料噴射量
を補正することによって空燃比の制御を補助する空燃比
制御装置において、エンジンの状態を表す複数の物理量
を検出する状態検出手段と、検出された複数の物理量を
パラメータとして入力し、ニューラルネットワークを用
いて燃料の種別を判定する燃料種別判定手段と、エンジ
ンの状態を表わす物理量を検出し、この物理量に基づい
てエンジンが所定の状態にあるかどうかを判定する運転
状態判定手段と、エンジンが所定の状態にある場合に、
前記燃料種別判別手段により判別された燃料種別に基づ
き燃料噴射量の補正量を算出する燃料補正量算出手段と
を設けたものである。
The neural network used in the air-fuel ratio estimating means performs neuro-learning on learning data obtained using the deteriorated sensor using the output value of the air-fuel ratio sensor without deterioration as a teacher signal. It is better to have done. Furthermore, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides an air-fuel ratio control device that assists the control of the air-fuel ratio by correcting the fuel injection amount to a control system that maintains the air-fuel ratio at a constant value. State detection means for detecting a plurality of physical quantities, a plurality of detected physical quantities are input as parameters, a fuel type determination means for determining the type of fuel using a neural network, and a physical quantity representing a state of the engine, Operating state determining means for determining whether the engine is in a predetermined state based on the physical quantity; and, when the engine is in a predetermined state,
Fuel correction amount calculating means for calculating a correction amount of the fuel injection amount based on the fuel type determined by the fuel type determining means.

【0028】この場合において、前記状態検出手段は、
エンジンの状態を表わす物理量の一つとして、点火プラ
グへの通電からエンジン内の混合気が完全爆発するまで
のクランク数を検出し、前記運転状態判定手段は、エン
ジンの状態を表わす物理量として、点火プラグへの通電
を検出し、この物理量に基づいてエンジンが始動状態に
あるか否かを判定するようにすることができる。また、
前記状態検出手段が、エンジンの状態を表わす前記物理
量として、エンジンのバッテリー電圧を検出するように
すると好適である。
In this case, the state detecting means includes:
As one of the physical quantities representing the state of the engine, the number of cranks from energization of the spark plug to the complete explosion of the air-fuel mixture in the engine is detected. It is possible to detect the energization of the plug and determine whether or not the engine is in a starting state based on the physical quantity. Also,
It is preferable that the state detecting means detects a battery voltage of the engine as the physical quantity representing the state of the engine.

【0029】また、前記運転状態判定手段に、エンジン
の状態を表わす前記物理量としてエンジンの温度を検出
するエンジン温度検出部と、エンジンの温度が第1の設
定温度以下にある状態であるか否かを判定するエンジン
温度判定部とを有し、前記燃料補正量算出手段は、前記
エンジン温度検出部により検出されたエンジンの温度も
加味して燃料噴射量の補正量を算出するようにしてもよ
い。
An engine temperature detecting section for detecting an engine temperature as the physical quantity representing the engine state; and determining whether or not the engine temperature is equal to or lower than a first set temperature. And a fuel correction amount calculating unit that calculates the correction amount of the fuel injection amount in consideration of the engine temperature detected by the engine temperature detecting unit. .

【0030】さらに、この空燃比制御装置には、エンジ
ンの温度が定められた第2の設定温度以下の時のみ前記
燃料種別判別手段による判別を許可する判別許可部を設
けることが望ましい。そして、この空燃比制御装置には
前記燃料種別判定手段により判定される燃料種別を更新
される度に記憶する燃料種別記憶手段を設け、前記燃料
補正量算出手段はエンジンの始動時点において前記燃料
種別記憶手段に記憶された燃料種別に基づいて、燃料噴
射量の補正量を算出することとすると効果的である。
Further, it is desirable that the air-fuel ratio control device is provided with a discrimination permitting unit that permits discrimination by the fuel type discriminating means only when the engine temperature is equal to or lower than a predetermined second set temperature. The air-fuel ratio control device is provided with a fuel type storing means for storing the fuel type determined by the fuel type determining means each time the fuel type is updated, and the fuel correction amount calculating means stores the fuel type at the time of starting the engine. It is effective to calculate the correction amount of the fuel injection amount based on the fuel type stored in the storage means.

【0031】それから、前記状態検出手段を、少なくと
も燃料噴射量と空燃比を物理量として検出するように
し、前記燃料種別判定手段を検出された複数の物理量を
パラメータとして入力し、気筒流入空気重量をニューラ
ルネットワークにより推定する流入空気重量推定部と、
状態検出手段により検出された燃料噴射量および空燃比
と、流入空気重量推定部により推定された気筒流入空気
重量とより燃料の蒸発率または燃料の付着率もしくはこ
の両方を算出する燃料特性算出部と、上記燃料算出部に
より算出された燃料の蒸発率または燃料の付着率もしく
はこの両方から燃料の種別を判別する種別判別部とで構
成するようにすることができる。
Then, the state detecting means detects at least the fuel injection amount and the air-fuel ratio as physical quantities, and the fuel type judging means inputs a plurality of detected physical quantities as parameters, and calculates the weight of the air flowing into the cylinder by the neural network. An inflow air weight estimating unit for estimating by a network;
A fuel characteristic calculating unit that calculates a fuel evaporation rate and / or a fuel adhesion rate based on the fuel injection amount and the air-fuel ratio detected by the state detection unit and the cylinder inflow air weight estimated by the inflow air weight estimation unit, or both; And a type discriminating unit for discriminating the type of fuel from the fuel evaporation rate and / or the fuel adhesion rate calculated by the fuel calculating unit.

【0032】この場合、前記燃料特性算出部に燃料の蒸
発率および燃料の付着率の両方を算出するようにさせ、
さらに、算出した燃料の蒸発率および燃料の付着率を順
次記憶していく算出値記憶部を設けて、前記種別判別部
に算出値記憶部で記憶された複数の燃料の蒸発率および
燃料の付着率から燃料の種別を判別するようにするのが
望ましい。
In this case, the fuel characteristic calculation unit is configured to calculate both the fuel evaporation rate and the fuel adhesion rate,
Further, a calculated value storage unit for sequentially storing the calculated fuel evaporation rate and fuel adhesion rate is provided, and the type discrimination unit includes a plurality of fuel evaporation rates and fuel adhesion stored in the calculated value storage unit. It is desirable to determine the type of fuel from the rate.

【0033】さらに、前記燃料種別判定手段を、基準と
なる種別の燃料を用いてエンジンを作動させた場合の前
記状態検出部により検出された物理量をパラメータとし
て入力して学習したニューラルネットワークを用いて、
前記状態検出部により検出された物理量をパラメータと
して入力し空燃比を推定する空燃比推定部と、空燃比を
検出する空燃比センサと、前記空燃比推定部により推定
された空燃比と、前記空燃比センサにより検出された空
燃比を用いて燃料種別を推定する燃料種別推定部とによ
り構成することができる。
Further, the fuel type determining means uses a neural network learned by inputting and learning, as a parameter, a physical quantity detected by the state detecting section when the engine is operated using a reference type of fuel. ,
An air-fuel ratio estimator for estimating an air-fuel ratio by inputting a physical quantity detected by the state detector as a parameter, an air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio, an air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimator, A fuel type estimating unit for estimating the fuel type using the air-fuel ratio detected by the fuel ratio sensor.

【0034】また、上記課題を解決するために本発明に
係る振動補正制御装置は、入力するパラメータが制御対
象に振動成分を加える要因となる制御系において、振動
成分を補正する制御装置であって、制御対象の収束度合
を、制御対象に関連する物理量をパラメータとして入力
しニューラルネットワークにより推定する収束度合推定
手段と、推定された収束度合を用いて、制御対象が早く
収束するように入力するパラメータの補正量を算出する
補正量算出手段とを有するものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a vibration correction control device for correcting a vibration component in a control system in which an input parameter is a factor for adding a vibration component to a control target. A convergence degree estimating means for inputting a physical quantity related to the control object as a parameter and estimating the degree of convergence of the control object by a neural network; and And a correction amount calculating means for calculating the correction amount.

【0035】かかる振動補正制御装置は、空燃比を一定
値に保つ制御系に対して燃料噴射量を補正することによ
って空燃比の制御を補助する空燃比制御装置において、
エンジンの状態を表す複数の物理量を検出する状態検出
手段と、検出された複数の物理量をパラメータとして入
力しニューラルネットワークを用いて、エンジンの失火
度合を推定する失火度合推定手段と、失火度合推定手段
で得られた失火度合から燃料噴射量の補正量を算出する
燃料補正量算出手段とを設けたものにより具体化でき
る。
This vibration correction control device is an air-fuel ratio control device which assists the control of the air-fuel ratio by correcting the fuel injection amount to a control system for maintaining the air-fuel ratio at a constant value.
State detecting means for detecting a plurality of physical quantities representing the state of the engine, misfiring degree estimating means for estimating the degree of misfiring of the engine by inputting the detected plurality of physical quantities as parameters and using a neural network, and misfiring degree estimating means And a fuel correction amount calculating means for calculating a correction amount of the fuel injection amount from the degree of misfire obtained in step (1).

【0036】この空燃比制御装置においては、さらに、
状態検出手段により検出された複数の物理量の少なくと
も一つから、エンジンが始動状態であるか否かを判断す
る始動状態判断手段と、始動状態判断手段によりエンジ
ンが始動状態であると判断された場合にのみ燃料補正量
算出手段に燃料噴射量の補正量の算出を許可する燃料補
正量算出許可手段とを設けると好適である。
In this air-fuel ratio control device,
When at least one of the plurality of physical quantities detected by the state detecting means determines that the engine is in the starting state, and when the starting state determining means determines that the engine is in the starting state, It is preferable to provide the fuel correction amount calculation means only with the fuel correction amount calculation permission means for permitting the calculation of the correction amount of the fuel injection amount.

【0037】また、上記失火度合推定手段で用いられる
ニューラルネットワークは、学習過程において、エンジ
ンが始動状態から定常状態になるまでの間に、空燃比セ
ンサ出力の変化率が負の時は失火度合を0とする情報を
含む教師データを用いて学習したものとすることが望ま
しい。
Further, the neural network used in the misfire degree estimating means determines the misfire degree when the rate of change of the output of the air-fuel ratio sensor is negative during the learning process from the start of the engine to the steady state. It is desirable that the learning is performed using teacher data including information to be set to 0.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1に本願発明に係る空燃比制御装置
を含む制御装置の構成の概略を示す模式図を示す。図1
に示す制御装置では、スロットル開度センサl、吸入空
気圧センサm、吸入空気温センサn、冷却水温センサ
o、クランク角センサpおよび空燃比センサq、場合に
応じてバッテリー電圧計vの出力がエンジンコントロー
ルユニットCの入力とされ、この入力値からエンジンコ
ントロールユニットCが空燃比(A/F)を所定の値に
保つような燃料噴射量(Gf)を算出してインジェクタ
Iへ出力する。そして、インジェクタIは算出された燃
料噴射量(Gf)だけエンジン内に燃料を噴射する。但
し、空燃比センサqの出力は冷間時には使用されない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a control device including an air-fuel ratio control device according to the present invention. FIG.
In the control device shown in FIG. 1, the output of the throttle opening sensor l, the intake air pressure sensor m, the intake air temperature sensor n, the cooling water temperature sensor o, the crank angle sensor p, the air-fuel ratio sensor q, and, if necessary, the output of the battery voltmeter v The input is input to the control unit C. From this input value, the engine control unit C calculates a fuel injection amount (Gf) that keeps the air-fuel ratio (A / F) at a predetermined value and outputs it to the injector I. Then, the injector I injects fuel into the engine by the calculated fuel injection amount (Gf). However, the output of the air-fuel ratio sensor q is not used in a cold state.

【0039】エンジンコントロールユニットCのハード
ウエア構成図を図2に示す。図2に示すようにエンジン
コントロールユニットCは、演算処理を行うCPU20
1、制御プログラム、各種マップ、ニューラルネットワ
ークのウエイト値、閾値、トランスファ関数等を格納し
たROM202、演算処理時の数値記憶等に用いるRA
M203、A/D変換部3、D/A変換部204により
構成される。
FIG. 2 shows a hardware configuration diagram of the engine control unit C. As shown in FIG. 2, the engine control unit C includes a CPU 20 for performing arithmetic processing.
1. ROM 202 storing control programs, various maps, weight values of neural networks, threshold values, transfer functions, etc., RA used for storing numerical values during arithmetic processing, etc.
It comprises M203, A / D converter 3, and D / A converter 204.

【0040】また、図3にこのハードウエア構成を用い
て実現されるエンジンコントロールユニットCの機能ブ
ロック図を示す。図に示すように、エンジンコントロー
ルユニットCは主に基本燃料噴射量演算部1と空燃比補
助制御演算部2によって構成される。基本燃料噴射量演
算部1は各種センサーからA/D変換部3を介してデジ
タル量に変換された各入力値からマップを用いたフィー
ドフォワード制御により、また空燃比センサqが使用で
きる温度域においてはフィードバック制御をも加味して
基本燃料噴射量(Gfb)を公知の手法によって算出す
る部分である。通常定常時にはこの基本燃料噴射量演算
部1のみで空燃比(A/F)の値は所定の一定値に保た
れる。
FIG. 3 shows a functional block diagram of the engine control unit C realized by using this hardware configuration. As shown in the figure, the engine control unit C mainly includes a basic fuel injection amount calculation unit 1 and an air-fuel ratio auxiliary control calculation unit 2. The basic fuel injection amount calculation unit 1 performs feedforward control using a map from each input value converted into a digital amount from the various sensors via the A / D conversion unit 3 and in a temperature range where the air-fuel ratio sensor q can be used. Is a part for calculating the basic fuel injection amount (Gfb) by a known method in consideration of feedback control. In normal steady state, the value of the air-fuel ratio (A / F) is kept at a predetermined constant value only by the basic fuel injection amount calculation unit 1.

【0041】空燃比補助制御演算部2はこの基本燃料噴
射量演算部1により算出された基本燃料噴射量(Gf
b)の過渡時等における補正量(ΔGf)を算出する部
分であり、各種センサーからの入力値および前回の制御
周期において基本燃料噴射量演算部1により算出された
基本燃料噴射量(Gfb)と空燃比補助制御演算部2に
よって算出された補正量(ΔGf)との和である前回の
制御周期における実際の燃料噴射量(Gf)からニュー
ラルネットワークを用いて燃料噴射量(Gf)の補正量
(ΔGf)を算出する。この空燃比補助制御演算部2が
本発明に係る空燃比制御装置の主要部分を構成する。
The air-fuel ratio auxiliary control calculation unit 2 calculates the basic fuel injection amount (Gf) calculated by the basic fuel injection amount calculation unit 1.
b) is a part for calculating a correction amount (ΔGf) at the time of transition or the like, and includes an input value from various sensors and a basic fuel injection amount (Gfb) calculated by the basic fuel injection amount calculation unit 1 in the previous control cycle. The correction amount (Gf) of the fuel injection amount (Gf) is calculated using the neural network from the actual fuel injection amount (Gf) in the previous control cycle, which is the sum of the correction amount (ΔGf) calculated by the air-fuel ratio auxiliary control calculation unit 2. ΔGf) is calculated. The air-fuel ratio auxiliary control calculation unit 2 constitutes a main part of the air-fuel ratio control device according to the present invention.

【0042】なお、ここでは常に空燃比センサqの入力
のなしに燃料噴射量の補正量(ΔGf)をニューラルネ
ットワークを用いて算出するようにしているが、空燃比
センサの働かない低温時には空燃比センサqの入力は用
いず、空燃比センサqの働く高温時には空燃比センサq
の入力を用いるようにし、これに応じてニューラルネッ
トワークの構成も切り替えるようにしてもよい。
Although the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount is always calculated using the neural network without inputting the air-fuel ratio sensor q, the air-fuel ratio is calculated at a low temperature when the air-fuel ratio sensor does not work. The input of the sensor q is not used, and the air-fuel ratio sensor q
May be used, and the configuration of the neural network may be switched accordingly.

【0043】以上の構成を有する全体の制御動作を簡単
に説明しておくと、まず、自動車の運転状態において、
各種センサーl〜p、温度が高い領域ではさらにセンサ
ーqがそれぞれエンジンEの状態量を検知し、この検知
された状態量がA/D変換部3によって変換されて、基
本燃料噴射量演算部1に入力され基本噴射燃料(Gf
b)が算出される。一方前回以前の制御周期で算出され
た実際の燃料補正量(Gf)の時系列データがRAMの
中に構成された時系列データ格納部4に記憶されてお
り、この時系列データ格納部4に記憶された燃料補正量
(Gf)とA/D変換部3によって変換された各種エン
ジン状態量が空燃比補助制御演算部2に入力され燃料噴
射量の補正量(ΔGf)が算出される。そして、それぞ
れ算出された基本燃料噴射量(Gfb)と補正量(ΔG
f)が足し合わされて、実際の燃料噴射量(Gf)が算
出され、エンジンEのインジェクタIより算出された量
の燃料が噴射される。なお、ここでは、時系列データ格
納部4には燃料噴射量(Gf)の時系列データのみを記
憶したが、さらに、各種センサの検出値の時系列データ
も記憶するようにしてもよい。
To briefly explain the overall control operation having the above configuration, first, in the driving state of the automobile,
In the region where the temperature is high, the sensors q further detect the state quantities of the engine E, respectively. Is input to the basic injection fuel (Gf
b) is calculated. On the other hand, time-series data of the actual fuel correction amount (Gf) calculated in the previous control cycle is stored in the time-series data storage unit 4 configured in the RAM. The stored fuel correction amount (Gf) and the various engine state quantities converted by the A / D conversion unit 3 are input to the air-fuel ratio auxiliary control calculation unit 2, and the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount is calculated. Then, the calculated basic fuel injection amount (Gfb) and correction amount (ΔG
f) are added, the actual fuel injection amount (Gf) is calculated, and the calculated amount of fuel is injected from the injector I of the engine E. Here, only the time-series data of the fuel injection amount (Gf) is stored in the time-series data storage unit 4, but the time-series data of the detection values of various sensors may also be stored.

【0044】図4に実施の形態1に係る空燃比制御装置
の構成を表す機能ブロック図を示す。この空燃比制御装
置は状態検出部10、空燃比推定部20、燃料補正量算
出部30とにより構成される。図3の構成では空燃比補
助制御演算部2は空燃比推定部20および燃料補正量算
出部30を構成し、各種センサ、A/D変換部3、時系
列データ格納部4が状態検出部10を構成する。なお、
以下の各実施の形態に係る空燃比制御装置も実施の形態
1と同様に図1〜3に示す制御装置の一部である。
FIG. 4 is a functional block diagram showing the configuration of the air-fuel ratio control device according to the first embodiment. This air-fuel ratio control device includes a state detection unit 10, an air-fuel ratio estimation unit 20, and a fuel correction amount calculation unit 30. In the configuration of FIG. 3, the air-fuel ratio assisting control calculation unit 2 forms an air-fuel ratio estimation unit 20 and a fuel correction amount calculation unit 30. Is configured. In addition,
The air-fuel ratio control device according to each of the following embodiments is also a part of the control device shown in FIGS.

【0045】状態検出部10はエンジンEの状態を表す
低温時でも検出可能な複数の物理量を検出する部分であ
る。ここでは物理量として上述したセンサ出力から検知
できるエンジン回転数(Ne)、吸入空気圧(Pb)、
スロットル開度(THL)、燃料噴射量(Gf)、吸入
空気温(Ta)、冷却水温(Tw)を検出するものと
し、状態検出部10はこれらの物理量を検出する上記各
種センサやセンサの値を用いて上記物理量に対し所定の
演算を行うCPU201、前回以前の制御周期における
燃料噴射量を記憶しているRAM203等により構成さ
れる。なお、この複数の物理量はこれらに限られるもの
ではなく、さらに多くの物理量を検出するようにしても
よいのは当然である。
The state detecting section 10 is a part for detecting a plurality of physical quantities which indicate the state of the engine E and can be detected even at a low temperature. Here, the engine speed (Ne), intake air pressure (Pb),
The throttle opening (THL), the fuel injection amount (Gf), the intake air temperature (Ta), and the cooling water temperature (Tw) are to be detected. And a RAM 203 that stores the fuel injection amount in the control cycle before the last time, and the like. It should be noted that the plurality of physical quantities are not limited to these, and it is obvious that more physical quantities may be detected.

【0046】空燃比推定部20は状態検出部10によっ
て検出された上記物理量をパラメータとして入力し、空
燃比を以下に詳述するニューラルネットワークを用いて
推定する部分である。空燃比推定部20に用いられるニ
ューラルネットワークの学習過程を図5を用いて説明す
る。図5はエンジン回転数(Ne)、吸入空気圧(P
b)、スロットル開度(THL)、燃料噴射量(G
f)、吸入空気温(Ta)、冷却水温(Tw)を入力項
として、空燃比(A/F)を推定するニューラルネット
ワークの学習過程を示す模式図である。学習データ採取
のために自動車に各気筒の排気弁直後または排気管集合
部に空燃比(A/F)を検出する空燃比センサ10a
(LAFセンサ)を設けてあり、また入力パラメータを
採取するためにエンジンEに図4と同じ状態検出部10
を設けている。そして、実際に自動車を運転し学習用の
データを採取する。この際、空燃比センサ10aは最初
に暖めておき、エンジン自体が低温状態であっても、空
燃比を検出できるようにしておく。この採取した空燃比
(A/F)と、各パラメータをニューラルネットワーク
に入力して、出力として推定された空燃比(A/FNN)
との偏差eを検出し、この偏差eをある許容値以内、例
えば空燃比換算で平均0.1以下となるようにニューラ
ルネットワークの構成を変えていく。なお、この際、空
燃比センサ10aの検出遅れ等を考慮して入力データに
対して比較する教師データを時間的に遅いものを用いて
適切なフィードフォワード制御ができるようにしてい
る。また、各パラメータの過去のデータも入力項に加え
るようにしても良く、この場合には、時系列データ格納
部4に加えたパラメータの時系列データを記憶させるよ
うすればよい。
The air-fuel ratio estimating section 20 is a section for inputting the physical quantity detected by the state detecting section 10 as a parameter and estimating the air-fuel ratio using a neural network described in detail below. The learning process of the neural network used in the air-fuel ratio estimating unit 20 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the engine speed (Ne) and the intake air pressure (P
b), throttle opening (THL), fuel injection amount (G
FIG. 5F is a schematic diagram illustrating a learning process of a neural network for estimating an air-fuel ratio (A / F) using input air temperature (Ta) and cooling water temperature (Tw) as input terms. An air-fuel ratio sensor 10a that detects an air-fuel ratio (A / F) immediately after an exhaust valve of each cylinder or at an exhaust pipe collecting part in a vehicle for learning data collection
(LAF sensor), and the same state detection unit 10 as in FIG.
Is provided. Then, the user actually drives the car and collects learning data. At this time, the air-fuel ratio sensor 10a is heated first so that the air-fuel ratio can be detected even when the engine itself is in a low temperature state. The collected air-fuel ratio (A / F) and each parameter are input to a neural network, and the estimated air-fuel ratio (A / FNN) is output.
And the configuration of the neural network is changed so that the deviation e falls within a certain allowable value, for example, an average of 0.1 or less in air-fuel ratio conversion. In this case, appropriate feedforward control can be performed by using teacher data that is temporally slower than the input data in consideration of the detection delay of the air-fuel ratio sensor 10a and the like. Also, past data of each parameter may be added to the input term. In this case, the time series data of the added parameter may be stored in the time series data storage unit 4.

【0047】偏差eによるニューラルネットワークの構
成の変更は、バックプロパゲ−ション法を用い、各入力
パラメータをトランスファ−関数によって変換し、これ
に乗算されるウエイト値の値および各処理ユニットでの
閾値の値を偏差eに従って所定の手法で変換して行くこ
とにより行う。また、ここでは、トランスファー関数と
して、正接シグモイド関数(f(x)=tanh
(x))が用いられる。なお、ニューラルネットワーク
は各パラメータから空燃比等の求める値が得られるなら
ば種々の形式のものが採用できる。また、以下の実施の
形態に示されるニューラルネットワークの学習において
も同様の手法が採用される。このような学習の結果ニュ
ーラルネットワークは上記パラメータを入力としてスロ
ットルが変化する過渡状態において、空燃比(A/F)
を予測推定することができるようになる。
To change the configuration of the neural network due to the deviation e, each input parameter is converted by a transfer function using a back propagation method, the weight value multiplied by this is multiplied, and the threshold value in each processing unit. By a predetermined method according to the deviation e. Here, the tangent sigmoid function (f (x) = tanh
(X)) is used. In addition, various types of neural networks can be adopted as long as a value such as an air-fuel ratio can be obtained from each parameter. Further, the same method is employed in learning of a neural network described in the following embodiments. As a result of such learning, the neural network obtains the air-fuel ratio (A / F) in a transient state in which the throttle changes with the above parameters as input.
Can be predicted and estimated.

【0048】燃料補正量算出部30は、上記のようにし
て学習したニューラルネットワークを有する空燃比推定
部20で推定された空燃比(A/F)から燃料噴射量の
補正量(ΔGf)を算出する。具体的には、空燃比(A
/F)と燃料噴射量の補正量(ΔGf)の関係をP(比
例)関係、PI(比例、微分)関係等と近似して、
The fuel correction amount calculation unit 30 calculates a correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount from the air-fuel ratio (A / F) estimated by the air-fuel ratio estimation unit 20 having the neural network learned as described above. I do. Specifically, the air-fuel ratio (A
/ F) and the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount are approximated to a P (proportional) relationship, a PI (proportional, differential) relationship, and the like.

【0049】[0049]

【数1】 (Equation 1)

【0050】又はOr

【0051】[0051]

【数2】 (Equation 2)

【0052】等と設定して与えた式によって計算する。
なお、K1 およびK2は実験等によって導きだした定数
である。以上の構成を有する空燃比制御装置の動作を以
下に説明する。今、自動車が走行中であるものとする。
まず、状態検出部10がエンジン回転数(Ne)、吸入
空気圧(Pb)、スロットル開度(THL)、燃料噴射
量(Gf)、吸入空気温(Ta)、冷却水温(Tw)を
検出する。次に空燃比推定部20がこの検出された複数
の物理量を入力パラメータとしてニューラルネットワー
クにより空燃比(A/F)を推定し出力する。推定され
た空燃比(A/F)を用いて燃料補正量算出部30は燃
料噴射量の補正量(ΔGf)を算出する。算出された燃
料噴射量の補正量(ΔGf)と、前述した基本燃料噴射
量演算部1により算出された(Gfb)とが足し合わさ
れることによって実際の燃料噴射量(Gf)が算出さ
れ、インジェクタIへと出力されて、この量の燃料がエ
ンジンEへと噴射される。
The calculation is performed according to the equation given by setting the above.
K1 and K2 are constants derived from experiments and the like. The operation of the air-fuel ratio control device having the above configuration will be described below. Now, it is assumed that the car is running.
First, the state detection unit 10 detects an engine speed (Ne), an intake air pressure (Pb), a throttle opening (THL), a fuel injection amount (Gf), an intake air temperature (Ta), and a cooling water temperature (Tw). Next, the air-fuel ratio estimating unit 20 estimates and outputs an air-fuel ratio (A / F) using a neural network using the detected physical quantities as input parameters. Using the estimated air-fuel ratio (A / F), the fuel correction amount calculation unit 30 calculates a correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount. The actual fuel injection amount (Gf) is calculated by adding the calculated correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount and (Gfb) calculated by the basic fuel injection amount calculation unit 1 described above, and the injector I, and this amount of fuel is injected into the engine E.

【0053】図6(a)に、Ne=2000rpm、軸トルク
変化が5kgmから10kgmとなるようにスロットル開度を急
開・急閉した場合O2 センサを用いたフィードバック制
御による制御結果を示す。また、図6(b)に同様の条
件による、本実施の形態に係る空燃比制御装置を用いた
制御結果を示す。図6(a)、図6(b)を比較する
と、図6(b)の制御結果の方が変動が小さく、空燃比
推定値の検出値の入力がなくても、過渡時においても空
燃比が一定の変動の範囲内に抑えられていることがわか
る。
FIG. 6A shows a control result by feedback control using an O2 sensor when the throttle opening is rapidly opened and closed so that Ne = 2000 rpm and a change in shaft torque is from 5 kgm to 10 kgm. FIG. 6B shows a control result using the air-fuel ratio control device according to the present embodiment under the same conditions. 6 (a) and 6 (b), the control result of FIG. 6 (b) has a smaller variation, and the air-fuel ratio can be changed even in the transient state without inputting the detected value of the air-fuel ratio estimated value. It can be seen that is kept within a certain range of fluctuation.

【0054】このような構成の空燃比制御装置によれ
ば、ニューラルネットワークの入力項に、エンジンが低
温状態では働かない空燃比センサの出力値を含まないの
で、エンジンが低温状態にある始動時等においてもニュ
ーラルネットワークを用いた適切なフィードフォワード
制御を行うことができる。また、空燃比センサが使用年
数とともに劣化することを考慮する必要もなくなる。
According to the air-fuel ratio control device having such a configuration, since the input term of the neural network does not include the output value of the air-fuel ratio sensor that does not operate when the engine is in a low temperature state, such as at the time of starting when the engine is in a low temperature state, etc. In this case, appropriate feedforward control using a neural network can be performed. Further, it is not necessary to consider that the air-fuel ratio sensor deteriorates with the years of use.

【0055】ところで、空燃比推定部20に用いられる
ニューラルネットワークの学習においてはエンジンの失
火状態を考慮に入れて学習するようにすることが望まし
い。即ち、運転時、特にエンジン始動時において、イン
ジェクタからの燃料を噴きすぎて空燃比が超リッチの状
態のときでも、また燃料を噴く量が少なくて空燃比が超
リーンの状態のときでもエンジンは失火してしまう。ど
ちらの場合も失火という状況は同じ為、各気筒の排気弁
直後または排気管集合部に設けてある空燃比センサは気
筒流入空気をそのまま検知することになるので、空燃比
センサ出力値は共に超リーンとなる。このように空燃比
が超リッチであるにもかかわらず、空燃比センサが空燃
比を超リーンと検出したデータを用いてニューラルネッ
トワークの学習を行わせると空燃比が超リッチの場合に
さらに燃料噴射量を増加させるように制御されることに
なり不都合が生じる。そこで、かかる失火状態を失火の
原因を考慮してニューラルネットワークによって学習さ
せればかかる不都合をなくすことができる。
Incidentally, in learning the neural network used in the air-fuel ratio estimating unit 20, it is desirable to perform learning in consideration of the engine misfire state. That is, at the time of driving, particularly at the time of engine start, even when the fuel is excessively injected from the injector and the air-fuel ratio is super rich, or even when the fuel injection amount is small and the air-fuel ratio is super lean, I will misfire. In both cases, the situation of misfiring is the same, so the air-fuel ratio sensor provided immediately after the exhaust valve of each cylinder or at the exhaust pipe collection section detects the air flowing into the cylinder as it is. Lean. Even though the air-fuel ratio is super rich, the neural network is trained using the data detected by the air-fuel ratio sensor as being super-lean. Control is performed so as to increase the amount, which causes inconvenience. Therefore, if such a misfire state is learned by a neural network in consideration of the cause of the misfire, such inconvenience can be eliminated.

【0056】エンジンの失火を考慮したニューラルネッ
トワークの学習について以下に説明する。図7にエンジ
ンの失火を考慮したニューラルネットワークの学習過程
を模式的に表した図を示す。図7は図5に対してさらに
失火判断部10bがある点で相違する。失火判断部10
bは空燃比センサ10aによって検出された空燃比(A
/N)と燃料噴射量(Gf)を比較し、空燃比(A/
N)が超リーンであって燃料噴射量(Gf)が相当量噴
射されている場合は整合性がとれていないので、このよ
うな場合は空燃比(A/F)が超リッチであると判断す
るようにする。
The learning of the neural network in consideration of engine misfire will be described below. FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a learning process of the neural network in consideration of engine misfire. FIG. 7 is different from FIG. 5 in that a misfire determination unit 10b is further provided. Misfire determination unit 10
b is the air-fuel ratio (A) detected by the air-fuel ratio sensor 10a.
/ N) and the fuel injection amount (Gf) are compared, and the air-fuel ratio (A /
If N) is super-lean and the fuel injection amount (Gf) is injected in a considerable amount, consistency is not ensured. In such a case, it is determined that the air-fuel ratio (A / F) is super-rich. To do it.

【0057】具体的には、例えば始動時において失火が
生じると、空燃比は一律に減少するはずであるが、空燃
比センサが検知する空燃比(A/F)の変化が失火が生
じたところで図8に示すように空燃比センサが限界値に
達して、変化が一定に推移している区間Xが生じる。燃
料噴射量(Gf)がある程度あるにもか変わらずこのよ
うな区間Xが生じていれば、空燃比センサ出力と燃料噴
射量との間に整合性がないので、この区間Xでは失火が
生じていたことがわかる。従って、自動車を運転し学習
用のデータを採取した後、このような区間Xにおける空
燃比(A/F)の値を所定の超リッチな値例えば10程
度に変更してニューラルネットワークの学習を行わせ
る。これにより空燃比が超リッチにもかかわらず空燃比
センサが超リーンと検出した場合でも、この過誤を修正
して学習を適切に行わせることが可能となる。
More specifically, for example, if a misfire occurs at the start of the engine, the air-fuel ratio should decrease uniformly, but the change in the air-fuel ratio (A / F) detected by the air-fuel ratio sensor is determined when the misfire occurs. As shown in FIG. 8, an interval X occurs in which the air-fuel ratio sensor reaches the limit value and the change is constant. If such a section X occurs even though the fuel injection amount (Gf) is present to some extent, there is no consistency between the air-fuel ratio sensor output and the fuel injection amount, and a misfire occurs in this section X. You can see that it was. Therefore, after driving the car and collecting data for learning, the value of the air-fuel ratio (A / F) in the section X is changed to a predetermined super-rich value, for example, about 10, and learning of the neural network is performed. Let Thus, even when the air-fuel ratio sensor detects that the air-fuel ratio is super-lean even though the air-fuel ratio is super-rich, it is possible to correct the error and to perform the learning appropriately.

【0058】また、燃料噴射量が単調に増加している場
合例えば自動車の始動時に、失火が生じると図9に示す
よに空燃比センサが検出する空燃比の変化が単調減少に
ならず増加する区間Yが現れる。従って、上記のように
空燃比センサ出力が一定に推移している区間Xを検出す
るのではなくて、空燃比センサ出力の変化が燃料噴射が
単調増加であるにもかかわらず増加している区間Yを検
出することで失火状態を検知することも可能である。こ
の場合は自動車を運転し学習用のデータを採取した後、
区間Yの部分における空燃比を超リッチな値に変更して
ニューラルネットワークの学習を行わせる。この際に変
更する超リッチな値は、区間Yにおける空燃比(A/
F)の増加率および燃料噴射量(Gf)の増加率を勘案
して算出することが望ましい。
When the fuel injection amount is monotonically increasing, for example, when a misfire occurs at the start of the vehicle, the change in the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor increases as shown in FIG. Section Y appears. Therefore, instead of detecting the section X in which the output of the air-fuel ratio sensor is constant as described above, the change in the output of the air-fuel ratio sensor is increasing even though the fuel injection is monotonically increasing. It is also possible to detect a misfire state by detecting Y. In this case, after driving the car and collecting data for learning,
The neural network learning is performed by changing the air-fuel ratio in the section Y to a super-rich value. The super-rich value to be changed at this time is the air-fuel ratio (A /
It is desirable to calculate in consideration of the increase rate of F) and the increase rate of the fuel injection amount (Gf).

【0059】なお、このような、失火状態を考慮してニ
ューラルネットワークに学習を行わせる方法は以下に説
明する各実施の形態においても適宜適用することができ
る。また、ここでは失火状態を知るために燃料噴射量
(Gf)やその変化率を考慮したが、これは実際の気筒
内流入燃料量に関する量であれば足り、スロットル開度
(THL)等でもよい。
It should be noted that such a method of causing the neural network to perform learning in consideration of the misfire state can be appropriately applied to each embodiment described below. Although the fuel injection amount (Gf) and its change rate are considered here to know the misfire state, it is sufficient if the amount relates to the actual amount of fuel flowing into the cylinder, such as the throttle opening (THL). .

【0060】(実施の形態2)通常、ニューラルネット
ワークでは学習データの範囲内のパラメータが入力され
た場合には良好な推定精度を与えることを保証するが、
学習データの範囲外となるパラメータが入力された場合
には、推定精度は全く保証されず、推定値が大幅にずれ
ることがある。従って、実施の形態1に示した空燃比制
御装置においても、学習データの範囲外のパラメータが
入力された場合には、的確な制御ができなくなることが
ある。
(Embodiment 2) Normally, a neural network guarantees that a good estimation accuracy is given when parameters within the range of learning data are input.
When a parameter out of the range of the learning data is input, the estimation accuracy is not guaranteed at all, and the estimated value may be largely shifted. Therefore, even in the air-fuel ratio control device described in the first embodiment, when a parameter out of the range of the learning data is input, accurate control may not be performed.

【0061】例えば実施の形態1の空燃比制御装置では
ニューラルネットワークの入力パラメータである吸入空
気温(Ta)に対して、学習データ範囲は−30度から
60度まで与えている。これは、この範囲外において吸
入空気温度(Ta)が変化することによる空燃比の変化
度合は小さく、かつ、この範囲外となる頻度も少ないた
め学習データの範囲を前記−30度から60に設定すれ
ばほぼ足りるのでこの範囲で学習を行っているものであ
る。この場合、もしTa=70度のデータが入って来る
と学習範囲外であるため、このままでは空燃比推定値に
オフセット的なズレが生じる。
For example, in the air-fuel ratio control device of the first embodiment, the learning data range is given from -30 to 60 degrees with respect to the intake air temperature (Ta) which is an input parameter of the neural network. This is because the degree of change in the air-fuel ratio due to a change in the intake air temperature (Ta) outside this range is small, and the frequency outside this range is also small. It is almost enough to learn in this range. In this case, if the data of Ta = 70 degrees comes in, it is out of the learning range, so that the air-fuel ratio estimated value has an offset deviation as it is.

【0062】実施の形態2に係る空燃比制御装置が係る
問題に対応する手段を備えたものである。図10に実施
の形態2に係る空燃比制御装置の構成を示す機能ブロッ
ク図を示す。この空燃比制御装置が実施の形態1に係る
空燃比装置と異なるのは、パラメータ範囲判定部40
a、パラメータ変換部40bが設けてある点である。パ
ラメータ範囲判定部40aは、状態検出部10により検
出されたパラメータの値が、各パラメータに対して予め
設定された範囲内にあるか否かを判定する部分である。
ここで、パラメータに対して予め設定されている範囲と
して、空燃比推定部20のニューラルネットワークの学
習時に用いた各パラメータの最少値から最大値までの範
囲を用いている。
The air-fuel ratio control device according to the second embodiment is provided with means for coping with such a problem. FIG. 10 is a functional block diagram showing a configuration of the air-fuel ratio control device according to the second embodiment. The difference between this air-fuel ratio control device and the air-fuel ratio device according to Embodiment 1 is that the parameter range determination unit 40
a, a parameter conversion unit 40b is provided. The parameter range determination unit 40a is a unit that determines whether the value of the parameter detected by the state detection unit 10 is within a range set in advance for each parameter.
Here, the range from the minimum value to the maximum value of each parameter used at the time of learning the neural network of the air-fuel ratio estimating unit 20 is used as the range preset for the parameter.

【0063】パラメータ変換部40bは、前記パラメー
タ範囲判定部40aが、予め設定された範囲内にないと
判定したパラメータの値を予め設定された値に置き換え
る。具体的には、パラメータの値が学習データの最大値
を越える場合には、学習データの最大値にパラメータの
値を置き換え、パラメータの値が学習データを下回る場
合には、その範囲の最少値にパラメータの値を置き換え
る。
The parameter conversion section 40b replaces the value of the parameter determined by the parameter range determination section 40a not within the preset range with a preset value. Specifically, if the parameter value exceeds the maximum value of the learning data, the parameter value is replaced with the maximum value of the learning data, and if the parameter value is lower than the learning data, Replace the value of the parameter.

【0064】このような構成の空燃比制御装置の動作を
以下に説明する。図11に、この空燃比制御装置の動作
を表わすフローチャートを示す。まず、状態検出部10
が各物理量を検出する(S101)。次に、パラメータ
範囲判定部40aが検出された物理量により与えられる
各パラメータの値が設定範囲内にあるか否かを判断する
(S102)。ここで、設定範囲内にないパラメータが
あれば、パラメータ変換部40bが、このパラメータの
値を定められた値へ変換し(S103)、空燃比推定部
20へ入力する。また、設定範囲内のパラメータはその
まま、変換せずに空燃比推定部20へ入力する。そし
て、これらの入力に基づいて空燃比推定部20は空燃比
を推定し、燃料補正量算出部30が燃料補正量(ΔG
f)を算出する。
The operation of the air-fuel ratio control device having such a configuration will be described below. FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the air-fuel ratio control device. First, the state detection unit 10
Detects each physical quantity (S101). Next, the parameter range determination unit 40a determines whether the value of each parameter given by the detected physical quantity is within the set range (S102). Here, if there is a parameter that is not within the set range, the parameter conversion unit 40b converts the value of this parameter to a predetermined value (S103) and inputs the value to the air-fuel ratio estimation unit 20. The parameters within the set range are directly input to the air-fuel ratio estimation unit 20 without conversion. The air-fuel ratio estimator 20 estimates the air-fuel ratio based on these inputs, and the fuel correction amount calculator 30 calculates the fuel correction amount (ΔG
f) is calculated.

【0065】図12(a)、図12(b)に、このよう
なパラメータの値の変換を行わなかった場合と、行った
場合の制御の実験例を示す。ここでは、変換するパラメ
ータとして吸入空気温度(Ta)を用いている。図12
(a)の上のグラフは、実際の空燃比A/F(点線)
と、吸入空気温度(Ta)の実データが学習範囲外の値
となった場合にも変換を行わなかった場合の推定空燃比
A/Fnn(実線)のグラフである。図12(a)の下の
グラフは、吸入空気温度(Ta)の実データのグラフで
ある。図12(b)の上のグラフは、実際の空燃比A/
F(点線)と、吸入空気温度(Ta)の実データが学習
範囲外の値となった場合に変換を行った場合の推定空燃
比A/Fnn(実線)のグラフである。図12(b)の下
のグラフは、吸入空気温度(Ta)の実データ(点線)
及び変換後の値(実線)のグラフである。これらの各グ
ラフを観察すると、図12(a)の上のグラフは、実空
燃比A/Fと推定空燃比A/Fnnとの間にズレが生じて
いる。一方、図12(b)の上のグラフは、ニューロの
入力項への吸入空気温度(Ta)の値を学習範囲データ
(図中実線)に置き換えることにより、実空燃比A/F
と推定空燃比A/Fnnとの間にバイアスはほとんど存在
しなくなっている。このように、本実施の形態に係る空
燃比制御装置では、入力項データが例え学習範囲外とな
っても大きく推定精度が劣化することを防ぐことが可能
であることが確認できた。
FIGS. 12 (a) and 12 (b) show experimental examples of control when such parameter value conversion is not performed and control is performed when such conversion is performed. Here, the intake air temperature (Ta) is used as a parameter to be converted. FIG.
The graph above (a) shows the actual air-fuel ratio A / F (dotted line).
FIG. 10 is a graph of an estimated air-fuel ratio A / Fnn (solid line) when the conversion is not performed even when the actual data of the intake air temperature (Ta) becomes a value outside the learning range. The lower graph of FIG. 12A is a graph of actual data of the intake air temperature (Ta). The upper graph in FIG. 12B shows the actual air-fuel ratio A /
It is a graph of F (dotted line) and the estimated air-fuel ratio A / Fnn (solid line) when the conversion is performed when the actual data of the intake air temperature (Ta) is outside the learning range. The lower graph of FIG. 12B shows actual data of the intake air temperature (Ta) (dotted line).
And a graph of the converted value (solid line). When observing each of these graphs, the upper graph in FIG. 12A shows a deviation between the actual air-fuel ratio A / F and the estimated air-fuel ratio A / Fnn. On the other hand, the upper graph in FIG. 12B shows the actual air-fuel ratio A / F by replacing the value of the intake air temperature (Ta) to the input term of the neuro with learning range data (solid line in the figure).
And the estimated air-fuel ratio A / Fnn has almost no bias. As described above, it was confirmed that the air-fuel ratio control device according to the present embodiment can prevent the estimation accuracy from significantly deteriorating even if the input term data is out of the learning range.

【0066】以上のように、本実施の形態に係る空燃比
制御装置では、空燃比推定部20のニューラルネットワ
ークの学習データの範囲内、即ち内挿となるパラメータ
が入力された場合だけでなく、学習データの範囲外、即
ち外挿となるパラメータに対しても良好な推定精度を得
ることが可能となる。 (実施の形態3)上記実施の形態では、ニューラルネッ
トワークの入力項から低温時には働かない空燃比センサ
の出力を省いたものを用いて空燃比(A/F)を推定し
て、これを用いて燃料噴射量の補正量を制御するもので
あるが、空燃比センサの出力を省くと場合によっては適
切な空燃比の推定ができない場合がある。
As described above, in the air-fuel ratio control apparatus according to the present embodiment, the air-fuel ratio estimating unit 20 is not limited to the case where the parameters to be interpolated are input within the range of the learning data of the neural network. Good estimation accuracy can be obtained even for parameters outside the range of the learning data, ie, extrapolated parameters. (Embodiment 3) In the above embodiment, the air-fuel ratio (A / F) is estimated from the input term of the neural network by omitting the output of the air-fuel ratio sensor that does not work at low temperatures, and using this Although the correction amount of the fuel injection amount is controlled, if the output of the air-fuel ratio sensor is omitted, an appropriate air-fuel ratio cannot be estimated in some cases.

【0067】このことを示す実験例を図13(a)、図
13(b)に示す。図13(a)は図14(a)に示す
ような空燃比(A/F)を入力項に持つ空燃比(A/
F)を推定するニューラルネットワークについての、学
習用の教師データと実際の出力値とを示す図である。な
お、この入力される空燃比(A/F)は前回の制御周期
において検出もしくは算出されたものである。図13
(b)は図14(b)に示すような空燃比(A/F)を
入力項に持たない空燃比(A/F)を推定するニューラ
ルネットワークについての学習用の教師データと実際の
出力値を示している。図13(a)に示すように空燃比
(A/F)を入力項に持つ場合は教師データと実際の出
力値はほぼ一致しており、一方、図13(b)に示すよ
うに空燃比(A/F)を入力項に持たない場合は教師デ
ータと実際の出力値は一致せず、教師データに対してニ
ューラルネットワークによる実際の出力値は定常時も含
めて全般的に下方へずれており、低い値が出力されるこ
とがわかる(このずれを以下「定常時のバイアス」とい
う)。この定常時のバイアスの発生する直接の理由はわ
からないが、この定常時のバイアスは常に発生するわけ
ではなく、何等かの条件がそろった時に発生するものと
思われる。しかし、過渡時における変動方向は正しく推
定されているので、過渡時においては、これをこのまま
用いることも可能であると考えられる。
FIGS. 13 (a) and 13 (b) show experimental examples showing this. FIG. 13A shows an air-fuel ratio (A / F) having an air-fuel ratio (A / F) as an input term as shown in FIG.
It is a figure which shows the teacher data for learning about a neural network which estimates F), and an actual output value. The input air-fuel ratio (A / F) is detected or calculated in the previous control cycle. FIG.
FIG. 14B shows training data and actual output values for a neural network for estimating an air-fuel ratio (A / F) having no air-fuel ratio (A / F) as an input term as shown in FIG. Is shown. When the air-fuel ratio (A / F) is an input term as shown in FIG. 13 (a), the teacher data and the actual output value substantially match, while the air-fuel ratio (A / F) as shown in FIG. 13 (b) When (A / F) is not included in the input term, the teacher data does not match the actual output value, and the actual output value of the neural network with respect to the teacher data is generally shifted downward including the steady state. It can be seen that a low value is output (this deviation is hereinafter referred to as “stationary bias”). Although the direct reason for the occurrence of this steady-state bias is unknown, it is believed that this steady-state bias is not always generated, but occurs when some conditions are met. However, since the fluctuation direction during the transition is correctly estimated, it is considered possible to use this as it is during the transition.

【0068】実施の形態3の空燃比制御装置は、かかる
定常時のバイアスに対処する手段を有するものである。
図15に実施の形態3に係る空燃比制御装置の構成を表
す機能ブロック図を示す。実施の形態3に係る空燃比制
御装置は状態検出部10、空燃比推定部20、燃料補正
量算出部30、過渡状態検出部50、燃料補正量調整部
60により構成される。この空燃比制御装置が実施の形
態1の空燃比制御装置と異なるのは、過渡状態検出部5
0および燃料補正量調整部60が設けてある点である。
The air-fuel ratio control device according to the third embodiment has means for coping with such a bias in a steady state.
FIG. 15 is a functional block diagram illustrating a configuration of the air-fuel ratio control device according to the third embodiment. The air-fuel ratio control device according to the third embodiment includes a state detection unit 10, an air-fuel ratio estimation unit 20, a fuel correction amount calculation unit 30, a transient state detection unit 50, and a fuel correction amount adjustment unit 60. This air-fuel ratio control device is different from the air-fuel ratio control device of the first embodiment in that the transient state detection unit 5
0 and a fuel correction amount adjusting unit 60 are provided.

【0069】過渡状態検出部50はエンジンEの過渡状
態量を検出する部分である。具体的には過渡状態検出部
50は、状態検出部10で得られる物理量であるスロッ
トル開度(THL)やエンジン回転数(Ne)が入力さ
れ、各値の制御周期毎の差分値の絶対値|ΔTHL|や
|ΔNe|の値を所定の設定値と比較して、設定値より
も小さければ変化率が少ないと考えられるので定常状態
と判断し、過渡状態量として0を出力し、設定値よりも
大きければ定常状態と判断し、過渡状態量として1を出
力する。
The transient state detecting section 50 is a section for detecting a transient state quantity of the engine E. Specifically, the transient state detection unit 50 receives the throttle opening (THL) and the engine speed (Ne), which are physical quantities obtained by the state detection unit 10, and receives the absolute value of the difference value of each value in each control cycle. The value of | ΔTHL | or | ΔNe | is compared with a predetermined set value. If the value is smaller than the set value, it is considered that the rate of change is small. If it is larger than this, it is determined to be in a steady state, and 1 is output as a transient state quantity.

【0070】また他の方法として設定値をA、B(0<
A<B)の2つ設け、例えばスロットル開度が入力され
るとすると、|ΔTHL|≦Aならば変化率が少ないと
考えられるので過渡状態量として0を出力し、B≦|Δ
THL|ならば変化率が大きいと考えられるので過渡状
態量として1を出力する。そして、A≦|ΔTHL|≦
Bの場合は変化率が過渡と定常の間程度であると考えら
れるので、例えば、
As another method, set values are A, B (0 <
A <B), for example, when the throttle opening is input, if | ΔTHL | ≦ A, the rate of change is considered to be small, so 0 is output as the transient state quantity, and B ≦ | Δ
If THL |, the rate of change is considered to be large, so 1 is output as the transient state quantity. And A ≦ | ΔTHL | ≦
In the case of B, since the rate of change is considered to be between the transient and the steady state, for example,

【0071】[0071]

【数3】 (Equation 3)

【0072】によって与えられる0から1の間の値を過
渡状態量として出力する。さらに、他の方法として状態
検出部10で得られるスロットル開度(THL)やエン
ジン回転数(Ne)の値を入力値として、これをハイパ
スフィルターに通すようにしてもよい。スロットル開度
(THL)やエンジン回転数(Ne)が定常状態で変化
率が小さい場合、即ち周波数が低い場合にはハイパスフ
ィルターの値は0となる。一方、過渡状態で変化率の大
きい場合、即ち周波数が高い場合にはハイパスフィルタ
ーは変化率の大きさに応じた値を出力する。従って、ゲ
インの絶対値を0から1に正規化した値を過渡状態量と
して出力するようにしてもよい。
The value between 0 and 1 given by is output as a transient state quantity. Further, as another method, the values of the throttle opening (THL) and the engine speed (Ne) obtained by the state detection unit 10 may be input and passed through a high-pass filter. When the throttle opening (THL) and the engine speed (Ne) are small in the steady state and the rate of change is small, that is, when the frequency is low, the value of the high-pass filter is zero. On the other hand, when the rate of change is large in the transient state, that is, when the frequency is high, the high-pass filter outputs a value corresponding to the magnitude of the rate of change. Therefore, a value obtained by normalizing the absolute value of the gain from 0 to 1 may be output as the transient state quantity.

【0073】燃料補正量調整部60は過渡状態検出部5
0により検出された過渡状態量に基づいて燃料補正量算
出部30によって得られた燃料噴射量の補正量(ΔG
f)を調整する部分であり、具体的には得られた燃料噴
射量の補正量(ΔGf)に検出された過渡状態量を掛け
る。即ち、過渡状態量は上述したように0から1の値を
とり、明確な過渡状態の場合は1が掛かることになるの
で燃料噴射量の補正量(ΔGfo )の噴射量はそのまま
であり、明確な定常状態の場合は0が掛かることになる
ので燃料噴射量の補正量(ΔGfo )は0となる。
The fuel correction amount adjusting section 60 is provided with the transient state detecting section 5.
0, the correction amount (ΔG) of the fuel injection amount obtained by the fuel correction amount calculation unit 30 based on the transient state amount detected by
This is a part for adjusting f). Specifically, the correction amount (ΔGf) of the obtained fuel injection amount is multiplied by the detected transient state amount. That is, the transient state quantity takes a value from 0 to 1 as described above, and in the case of a definite transient state, it is multiplied by one. In the steady state, zero is applied, so the correction amount (ΔGfo) of the fuel injection amount is zero.

【0074】以上の構成を有する空燃比制御装置の動作
を以下に説明する。今、自動車が運転状態にあるものと
する。まず、制御周期ごとに状態検出部10が低温でも
検出可能な物理量であるエンジン回転数(Ne)、吸入
空気圧(Pb)、スロットル開度(THL)、燃料噴射
量(Gf)、吸入空気温(Ta)、冷却水温(Tw)を
検出する。検出された物理量は空燃比推定部20のニュ
ーラルネットワークにパラメータとして入力され空燃比
が推定される。そして、この推定された空燃比から燃料
補正量算出部30が燃料噴射量の補正量(ΔGf) を
算出して燃料補正量調整部60へと出力する。一方、状
態検出部10に検出された物理量の内、スロットル開度
(THL)が過渡状態検出部50に入力される。過渡状
態検出部50はこのスロットル開度(THL)と一つ前
の制御周期において入力されたスロットル開度(TH
L)との差から上述したように0〜1の間の値である過
渡状態量を算出し燃料補正量調整部60へ出力する。燃
料補正量調整部60では入力された燃料噴射量の補正量
(ΔGf)と過渡状態量とを掛け合わせて調整された燃
料噴射量の補正量(ΔGfo )を出力する。出力された
燃料噴射量の補正量(ΔGfo )は、前述した基本燃料
噴射量演算部1により算出された(Gfb)と足し合わ
されて実際の燃料噴射量(Gf)が算出され、インジェ
クタIへと出力されて、インジェクタIがこの量の燃料
がエンジンEへと噴射する。
The operation of the air-fuel ratio control device having the above configuration will be described below. Now, it is assumed that the car is in a driving state. First, the engine speed (Ne), the intake air pressure (Pb), the throttle opening (THL), the fuel injection amount (Gf), the fuel injection amount (Gf), and the intake air temperature (the physical quantities that can be detected by the state detection unit 10 even at low temperatures in each control cycle). Ta), a cooling water temperature (Tw) is detected. The detected physical quantity is input as a parameter to the neural network of the air-fuel ratio estimating unit 20, and the air-fuel ratio is estimated. Then, the fuel correction amount calculation unit 30 calculates the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount from the estimated air-fuel ratio, and outputs it to the fuel correction amount adjustment unit 60. On the other hand, the throttle opening (THL) of the physical quantities detected by the state detection unit 10 is input to the transient state detection unit 50. The transient state detection unit 50 determines the throttle opening (THL) and the throttle opening (TH) input in the immediately preceding control cycle.
L), the transient state quantity which is a value between 0 and 1 is calculated and output to the fuel correction amount adjustment unit 60 as described above. The fuel correction amount adjusting unit 60 outputs a correction amount (ΔGfo) of the fuel injection amount adjusted by multiplying the input correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount and the transient state amount. The correction amount (ΔGfo) of the output fuel injection amount is added to (Gfb) calculated by the basic fuel injection amount calculation unit 1 to calculate an actual fuel injection amount (Gf). The fuel is output from the injector I to the engine E.

【0075】いま、仮に自動車が始動時であったり、ア
クセルの急閉時またはアクセルの急開時であったときに
は、過渡状態量として1が出力されることになるので、
燃料補正量調整部60は燃料補正量算出部31で出力さ
れた値をそのまま出力する。また自動車が定常運転をし
ているときには過渡状態量として0が出力されるので燃
料補正量調整部60によって燃料噴射量の補正量は0に
されて出力されるので定常時には燃料噴射量の補正量の
調整は行われないこととなる。
If the vehicle is started, or the accelerator is rapidly closed or the accelerator is rapidly opened, 1 is output as the transient state quantity.
The fuel correction amount adjustment unit 60 outputs the value output by the fuel correction amount calculation unit 31 as it is. In addition, when the vehicle is operating in a steady state, 0 is output as a transient state amount, and the correction amount of the fuel injection amount is set to 0 by the fuel correction amount adjusting unit 60 and output. Will not be adjusted.

【0076】即ち、明らかに定常時であるときには燃料
噴射量の補正は行われないので、上述したようにニュー
ラルネットワークに空燃比(A/F)の入力がなくニュ
ーラルネットワークによる空燃比(A/F)の出力値に
定常時のバイアスが掛かっていても定常時では燃料噴射
量の補正量は0となり、余分な補正をすることがなく、
補正が必要な過渡時のみ変動を抑えるように燃料噴射量
の補正量が出力されることとなる。なお、上述した過渡
状態検出部は、状態検出部10で得られる物理量を入力
として過渡状態量を検出するようにしているが、これは
図16に示すように、過渡状態検出部51に空燃比推定
部20により推定される空燃比を入力し、この空燃比の
変化量より過渡状態量を検出するようにしてもよい。こ
の場合は過渡状態検出部51は推定される空燃比(A/
FNN)の制御周期毎の差分値の絶対値|ΔA/FNN|を
空燃比の変化量として、これを、上述した状態検出部1
0で得られる物理量の変化量から過渡状態量を検出する
場合と同様の方法によって過渡状態量を検出することが
できる。
That is, since the fuel injection amount is not corrected when the vehicle is in a steady state, the air-fuel ratio (A / F) is not input to the neural network and the air-fuel ratio (A / F) by the neural network is input as described above. Even if the steady-state bias is applied to the output value of ()), the correction amount of the fuel injection amount is 0 in the steady state, and no extra correction is performed.
The correction amount of the fuel injection amount is output so as to suppress the fluctuation only at the time of a transition requiring correction. Note that the above-described transient state detecting section detects the transient state quantity by using the physical quantity obtained by the state detecting section 10 as an input. The air-fuel ratio estimated by the estimating unit 20 may be input, and the transient state amount may be detected from the amount of change in the air-fuel ratio. In this case, the transient state detection unit 51 outputs the estimated air-fuel ratio (A /
FNN), the absolute value | ΔA / FNN | of the difference value for each control cycle is used as the amount of change in the air-fuel ratio.
The amount of transient state can be detected by the same method as that for detecting the amount of transient state from the amount of change in physical quantity obtained at zero.

【0077】さらに、図17に示すように過渡状態検出
部52として、エンジンEの空燃比を検出する空燃比セ
ンサ52aと、この空燃比センサの出力値の変化量に基
づいて過渡状態量を演算する過渡状態演算部52bとよ
り構成とすることも考えられる。この場合の過渡状態演
算部52bによる過渡状態量の演算方法は、上述した空
燃比推定部20により推定される空燃比(A/FNN)を
入力とし、この変化量より過渡状態量を検出する方法と
同様である。この場合、始動時にエンジン温度が低い時
には空燃比センサを用いた過渡状態検出部52は作動し
ないため、燃料補正量算出部30によって算出される燃
料噴射量の補正量(ΔGf)は燃料補正量調整部60で
調整されることなくそのまま出力される。しかし、始動
時は通常は過渡時であるので、燃料噴射量の補正量(Δ
Gf)がそのまま出力されることは過渡状態検出部52
から過渡状態量1が出力されるのと等しいので、結果と
して支障はなくなる。
Further, as shown in FIG. 17, an air-fuel ratio sensor 52a for detecting the air-fuel ratio of the engine E and an amount of the transient state are calculated based on the amount of change in the output value of the air-fuel ratio sensor. It is also conceivable to use a configuration including the transient state calculation unit 52b. In this case, the method of calculating the amount of transient state by the transient state calculating unit 52b is a method of inputting the air-fuel ratio (A / FNN) estimated by the air-fuel ratio estimating unit 20 and detecting the amount of transient state from the amount of change. Is the same as In this case, when the engine temperature is low at the time of starting, the transient state detection unit 52 using the air-fuel ratio sensor does not operate, so the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount calculated by the fuel correction amount calculation unit 30 is adjusted by the fuel correction amount adjustment. The data is output as it is without being adjusted by the unit 60. However, since the start-up is usually a transition, the fuel injection amount correction amount (Δ
Gf) is output as it is because the transient state detector 52
Is the same as the output of the transient state quantity 1 from, so that there is no problem as a result.

【0078】このように本実施の形態に係る空燃比制御
装置では上述した定常時のバイアスが掛かっていても、
補正をする必要のない定常時には燃料噴射量の補正をせ
ず、補正をする必要のある過渡時のみ空燃比を適切な値
に近付けるように燃料噴射量の補正を行う。これにより
定常時には定常時のバイアスの影響のない制御ができ、
過渡時特に低温時でも適切な空燃比制御を行うことが可
能となる。
As described above, in the air-fuel ratio control apparatus according to the present embodiment, even if the above-described steady-state bias is applied,
The fuel injection amount is not corrected in a steady state where no correction is required, and the fuel injection amount is corrected so that the air-fuel ratio approaches an appropriate value only in a transient period in which the correction is required. As a result, in the steady state, control without the influence of the bias in the steady state can be performed.
Appropriate air-fuel ratio control can be performed even during transition, especially at low temperatures.

【0079】(実施の形態4)実施の形態4では上述し
た定常時のバイアスに対処する手段を有する空燃比制御
装置の他の例を示す。図18に実施の形態4に係る空燃
比制御装置の構成を表す機能ブロック図を示す。この空
燃比制御装置は状態検出部10、変化量推定部21、燃
料補正量算出部31とにより構成される。この空燃比制
御装置が実施の形態1の空燃比制御装置と異なるのは、
空燃比推定部の代わりに変化量推定部21が設けてあ
り、燃料補正量算出部31が、この変化量推定部21の
出力値に基づいて燃料補正量を算出する点である。
(Embodiment 4) Embodiment 4 shows another example of the air-fuel ratio control device having means for coping with the above-described steady-state bias. FIG. 18 shows a functional block diagram illustrating a configuration of the air-fuel ratio control device according to the fourth embodiment. This air-fuel ratio control device includes a state detection unit 10, a change amount estimation unit 21, and a fuel correction amount calculation unit 31. This air-fuel ratio controller differs from the air-fuel ratio controller of the first embodiment in that
The change amount estimating unit 21 is provided instead of the air-fuel ratio estimating unit, and the fuel correction amount calculating unit 31 calculates the fuel correction amount based on the output value of the change amount estimating unit 21.

【0080】変化量推定部21は状態検出部10によっ
て検出された上記物理量を入力として空燃比に関する物
理量の変化量をニューラルネットワークを用いて推定す
る部分である。ここでは空燃比に関する物理量として空
燃比(A/F)が用いられ、空燃比の変化量(ΔA/
F)として空燃比の微分値や、空燃比に高周波信号成分
のみを通すハイパスフィルターを通した値が用いられ
る。つまり、空燃比の変化量(ΔA/F)は次式で与え
られる。
The change amount estimating section 21 is a section for estimating, using a neural network, a change amount of the physical quantity related to the air-fuel ratio using the physical quantity detected by the state detecting section 10 as an input. Here, the air-fuel ratio (A / F) is used as the physical quantity related to the air-fuel ratio, and the change amount (ΔA /
As F), a differential value of the air-fuel ratio or a value passed through a high-pass filter that passes only a high-frequency signal component to the air-fuel ratio is used. That is, the change amount (ΔA / F) of the air-fuel ratio is given by the following equation.

【0081】[0081]

【数4】 (Equation 4)

【0082】またはOr

【0083】[0083]

【数5】 (Equation 5)

【0084】ここで、sはラプラス演算子、f(s)は
低周波数信号成分をカットし、高周波数信号成分を通す
ハイパスフィルターであるものとする。なお、空燃比に
関するパラメータとしては空燃比の他に、気筒流入空気
重量や気筒流入燃料量などを用いることもできる。これ
らの計算結果である空燃比の変化量(ΔA/F)は、微
分値もしくはハイパスフィルターを通した値であるので
定常時のバイアスの影響を受けない。
Here, s is a Laplace operator, and f (s) is a high-pass filter that cuts low frequency signal components and passes high frequency signal components. As the parameter related to the air-fuel ratio, in addition to the air-fuel ratio, the weight of the air flowing into the cylinder or the amount of fuel flowing into the cylinder may be used. Since the change amount (ΔA / F) of the air-fuel ratio, which is the result of these calculations, is a differential value or a value that has passed through a high-pass filter, it is not affected by a bias in a steady state.

【0085】ここで、変化量推定部21に用いられるニ
ューラルネットワークの学習過程を図19を用いて説明
する。図19は、このニューラルネットワークの学習過
程を示す模式図である。図19において図5と異なるの
は採取した空燃比(A/F)を上記式[1]又は式
[2]を用いて空燃比の変化量(ΔA/F)に変換する
点および、ニューラルネットワークの出力を空燃比の変
化量(ΔA/F)としている点である。従って、学習過
程も図5に示す空燃比を推定するニューラルネットワー
クとほぼ同様である。即ち、実際に自動車を運転し採取
した学習用のデータを用いて、検出値から得られた空燃
比の変化量(ΔA/F)と、各パラメータをニューラル
ネットワークに入力して、出力として推定された空燃比
の変化量(ΔA/FNN)との偏差eをバックプロパゲー
ション法により小さくするようにニューラルネットワー
クの構成を変えていく。
Here, the learning process of the neural network used in the variation estimating unit 21 will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a schematic diagram showing a learning process of this neural network. FIG. 19 differs from FIG. 5 in that the collected air-fuel ratio (A / F) is converted into an air-fuel ratio change amount (ΔA / F) using the above equation [1] or equation [2], and a neural network. Is the change in the air-fuel ratio (ΔA / F). Therefore, the learning process is almost the same as the neural network for estimating the air-fuel ratio shown in FIG. That is, the amount of change in air-fuel ratio (ΔA / F) obtained from the detected value and each parameter are input to the neural network using the learning data obtained by actually driving the car, and are estimated as outputs. The configuration of the neural network is changed so that the deviation e from the change amount (ΔA / FNN) of the air-fuel ratio is reduced by the back propagation method.

【0086】なお、ここでは変化量推定部21はニュー
ラルネットワークによって空燃比の変化量(ΔA/F)
を直接推定するようにしているが、まず、実施の形態1
の空燃比推定部20と同じニューラルネットワークによ
って空燃比(A/F)を推定し、この推定した空燃比
(A/F)を上記式[1]または式[2]を用いて空燃
比の変化量(ΔA/F)を算出するようにしてもよい。
Here, the change amount estimating section 21 uses the neural network to change the air-fuel ratio change amount (ΔA / F).
Is directly estimated. First, the first embodiment
The air-fuel ratio (A / F) is estimated by the same neural network as the air-fuel ratio estimating unit 20 of FIG. 1, and the estimated air-fuel ratio (A / F) is changed using the above equation [1] or equation [2]. The amount (ΔA / F) may be calculated.

【0087】燃料補正量算出部31は、上記のようにし
て学習したニューラルネットワークを有する変化量推定
部21で推定された空燃比の変化量(ΔA/F)から燃
料噴射量の補正量(ΔGf)を算出する。具体的には、
空燃比の変化量(ΔA/F)と燃料噴射量の補正量(Δ
Gf)の関係をP(比例)関係、PI(比例、微分)関
係等と近似して、
The fuel correction amount calculation unit 31 calculates the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount from the change amount (ΔA / F) of the air-fuel ratio estimated by the change amount estimation unit 21 having the neural network learned as described above. ) Is calculated. In particular,
The change amount (ΔA / F) of the air-fuel ratio and the correction amount (Δ
Gf) is approximated to a P (proportional) relationship, a PI (proportional, derivative) relationship, etc.

【0088】[0088]

【数6】 (Equation 6)

【0089】又はOr

【0090】[0090]

【数7】 (Equation 7)

【0091】等と設定して与えた式によって計算する。
なお、K3およびK4は実験等によって導きだした定数で
ある。以上の構成を有する空燃比制御装置の動作を以下
に説明する。今、自動車が走行を開始したところでエン
ジン温度は低温であるものとする。まず、状態検出部1
0が低温でも検出可能な物理量であるエンジン回転数
(Ne)、吸入空気圧(Pb)、スロットル開度(TH
L)、燃料噴射量(Gf)、吸入空気温(Ta)、冷却
水温(Tw)を検出する。次に変化量推定部21がこの
検出された複数の物理量を入力パラメータとしてニュー
ラルネットワークにより空燃比の変化量(ΔA/F)を
推定し出力する。推定された空燃比の変化量(ΔA/
F)を用いて燃料補正量算出部31は燃料噴射量の補正
量(ΔGf)を算出する。算出された燃料噴射量の補正
量(ΔGf)と、前述した基本燃料噴射量演算部1によ
り算出された(Gfb)とが足し合わされることによっ
て実際の燃料噴射量(Gf)が算出され、インジェクタ
Iへと出力されて、この量の燃料がエンジンEへと噴射
される。
The calculation is performed according to an equation given by setting the above.
K3 and K4 are constants derived from experiments and the like. The operation of the air-fuel ratio control device having the above configuration will be described below. Now, it is assumed that the engine temperature is low when the vehicle starts running. First, the state detection unit 1
0 is a physical quantity that can be detected even at low temperatures, such as the engine speed (Ne), intake air pressure (Pb), and throttle opening (TH).
L), the fuel injection amount (Gf), the intake air temperature (Ta), and the cooling water temperature (Tw) are detected. Next, the change amount estimating unit 21 estimates and outputs the change amount (ΔA / F) of the air-fuel ratio using a neural network using the plurality of detected physical amounts as input parameters. Estimated air-fuel ratio change (ΔA /
Using F), the fuel correction amount calculation unit 31 calculates the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount. The actual fuel injection amount (Gf) is calculated by adding the calculated correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount and (Gfb) calculated by the basic fuel injection amount calculation unit 1 described above, and the injector I, and this amount of fuel is injected into the engine E.

【0092】このように本実施の形態の空燃比制御装置
では空燃比に関する物理量の変化量をニューラルネット
ワークを用いて推定し、この推定された変化量から燃料
噴射量の補正量を算出するようにしているため、即ち、
変化量は定常時のバイアスがあっても影響されないの
で、燃料噴射量の補正量から定常時のバイアスの影響を
排除することができる。
As described above, in the air-fuel ratio control device of this embodiment, the amount of change in the physical quantity related to the air-fuel ratio is estimated using the neural network, and the correction amount of the fuel injection amount is calculated from the estimated amount of change. That is,
Since the amount of change is not affected by the steady-state bias, the influence of the steady-state bias can be excluded from the correction amount of the fuel injection amount.

【0093】(実施の形態5)従来のニューラルネット
ワークを用いた空燃比制御装置のように、ニューラルネ
ットワークによって直接燃料噴射量の補正量を算出する
ような構成とすると、教師データの設定や燃料噴射量の
補正量の測定等が困難であり、学習の際に精度が得られ
ない場合はどこに問題があるのかを掴み難く、開発過程
に非常に時間と労力がかかることも予想される。これは
上記の実施の形態のようニューラルネットワークにより
空燃比等を推定し、これから燃料補正量を算出するよう
にすることで緩和することができる。本実施の形態で
は、空燃比やその変化量をニューラルネットワークで推
定するよりもさらに、開発の容易な空燃比制御装置を示
す。
(Embodiment 5) If the correction amount of the fuel injection amount is directly calculated by a neural network as in an air-fuel ratio control device using a conventional neural network, setting of teacher data and fuel injection It is difficult to measure the amount of correction of the amount, and when accuracy is not obtained at the time of learning, it is difficult to grasp where there is a problem, and it is expected that a very long time and effort will be required in the development process. This can be mitigated by estimating the air-fuel ratio or the like using a neural network as in the above-described embodiment, and calculating the fuel correction amount from this. In the present embodiment, an air-fuel ratio control device that is easier to develop than estimating the air-fuel ratio and the amount of change by a neural network will be described.

【0094】図20に実施の形態5に係る空燃比制御装
置の構成を示す。この空燃比制御装置は状態検出部10
と、流入空気重量推定部22と、燃料補正量算出部32
とより構成される。この空燃比制御装置が実施の形態1
の空燃比制御装置と異なるのは、状態検出部10が空燃
比を検出する空燃比センサ部10aを有しており、ま
た、燃料噴射量(Gf)の検出を必須としている点、空
燃比推定部の代わりに流入空気重量推定部22が設けら
れている点、燃料補正量算出部32の入力パラメータが
相違する点である。
FIG. 20 shows the configuration of the air-fuel ratio control device according to the fifth embodiment. The air-fuel ratio control device includes a state detection unit 10
And the inflowing air weight estimating unit 22 and the fuel correction amount calculating unit 32
It is composed of The air-fuel ratio control device according to the first embodiment
The difference from the air-fuel ratio control device is that the state detection unit 10 has an air-fuel ratio sensor unit 10a for detecting the air-fuel ratio, and the detection of the fuel injection amount (Gf) is indispensable. The second embodiment is different from the first embodiment in that an inflow air weight estimating unit 22 is provided instead of the unit and the input parameters of the fuel correction amount calculating unit 32 are different.

【0095】流入空気重量推定部22は状態検出部10
により検出された物理量のうち少なくとも2以上を入力
パラメータとして、気筒内空気重量(Qa) をニューラ
ルネットワークにより推定する部分である。ここで用い
られるニューラルネットワークの学習は図21に示す学
習過程によりなされたものを用いる。図21に示す学習
過程を簡単に説明すると、実際に自動車を運転して採取
した学習用のデータを用いて、各パラメータをニューラ
ルネットワークに入力して、出力として推定された気筒
内空気重量(QaNN)を検出された燃料噴射量(Gf)
で割って推定空燃比(A/FNN)を算出する。なお、こ
こではパラメータに空燃比(A/F)を入力項としても
差し支えない。その際には流入空気重量推定部22の入
力項に空燃比(A/F)の値を加える必要がある。そし
て、この推定空燃比(A/FNN)と検出された空燃比
(A/F)との偏差eをバックプロパゲーション法によ
り小さくするようにニューラルネットワークの構成を変
えていく。これにより各種パラメータを入力として気筒
内空気重量(QaNN)を推定できるようにニューラルネ
ットワークが構成されていくこととなる。
The inflowing air weight estimating unit 22 includes the state detecting unit 10.
This is a portion for estimating the in-cylinder air weight (Qa) by a neural network using at least two or more of the physical quantities detected by the above as input parameters. The learning of the neural network used here is performed by the learning process shown in FIG. The learning process shown in FIG. 21 will be briefly described. Each parameter is input to a neural network using learning data collected by actually driving a car, and the estimated in-cylinder air weight (QaNN) is output as an output. ) Detected fuel injection amount (Gf)
To calculate an estimated air-fuel ratio (A / FNN). Here, the air-fuel ratio (A / F) may be used as an input term as a parameter. At that time, it is necessary to add the value of the air-fuel ratio (A / F) to the input term of the inflow air weight estimation unit 22. Then, the configuration of the neural network is changed so that the deviation e between the estimated air-fuel ratio (A / FNN) and the detected air-fuel ratio (A / F) is reduced by the back propagation method. As a result, the neural network is configured so that the in-cylinder air weight (QaNN) can be estimated using various parameters as input.

【0096】ここでは検出可能なっ空燃比センサ値を教
師信号としニューラルネットワークによって気筒内空気
重量(QaNN)を算出しているので、ニューラルネット
ワークによって燃料噴射量の補正量を直接算出するよう
な場合に比べて、学習を収束させるための試行錯誤を少
なくすることができ、学習過程において精度が得られな
い場合にもどこに問題があるのかを容易に発見すること
ができる。
Here, the in-cylinder air weight (QaNN) is calculated by the neural network using the air-fuel ratio sensor value that can be detected as a teacher signal. In comparison, trial and error for converging the learning can be reduced, and even when accuracy is not obtained in the learning process, it is possible to easily find out where the problem is.

【0097】燃料補正量算出部32は状態検出部10に
より検出される燃料噴射量(Gf)および空燃比(A/
F)と、流入空気重量推定部22によって推定された気
筒流入空気重量(QaNN)とから、燃料噴射量の補正量
(ΔGf)を算出する。この燃料噴射量の補正量(ΔG
f)の算出式について以下に説明する。インジェクタよ
り燃料を噴射しても、全ての量が気筒内へ流入するので
はなく一部は吸気管壁面に付着し、また、付着した燃料
の一部は蒸発して気筒内に流入する。従って、燃料噴射
量(Gf)と実際に気筒内に流入する気筒流入燃料量
(Gfc)は相違するため、この差異を燃料噴射量の補
正量(ΔGf)として算出することとする。そこで、ま
ず燃料噴射量の補正量(ΔGf)を算出するために実際
に気筒に流入する気筒流入燃料量(Gfc)を算出す
る。
The fuel correction amount calculation unit 32 calculates the fuel injection amount (Gf) and the air-fuel ratio (A /
F), and the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount is calculated from the cylinder inflow air weight (QaNN) estimated by the inflow air weight estimation unit 22. This fuel injection amount correction amount (ΔG
The calculation formula of f) will be described below. Even when fuel is injected from the injector, not all of the fuel flows into the cylinder, but a part of the fuel adheres to the wall of the intake pipe, and a part of the fuel that has adhered evaporates and flows into the cylinder. Therefore, the fuel injection amount (Gf) is different from the cylinder inflow fuel amount (Gfc) actually flowing into the cylinder, and this difference is calculated as the fuel injection amount correction amount (ΔGf). Therefore, first, in order to calculate the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount, the cylinder inflow fuel amount (Gfc) actually flowing into the cylinder is calculated.

【0098】空燃比A/Fと気筒流入空気重量Qaと気
筒流入燃料量Gfcとの関係は次式で与えられる。
The relationship among the air-fuel ratio A / F, the cylinder inflow air weight Qa, and the cylinder inflow fuel amount Gfc is given by the following equation.

【0099】[0099]

【数8】 (Equation 8)

【0100】いま、この式を変形し、また、A/Fの検
出遅れを1サンプリングと仮定すると、気筒流入燃料量
(Gfc)は、
Now, if this equation is modified and the detection delay of the A / F is assumed to be one sampling, the fuel amount (Gfc) flowing into the cylinder becomes

【0101】[0101]

【数9】 (Equation 9)

【0102】と表される。この式から状態検出部10に
より検出される空燃比(A/F)、流入空気重量推定部
22によって推定された気筒流入空気重量(QaNN)を
代入してGfc(z)を求める。そして、状態検出部1
0により検出された燃料噴射量(Gf)と気筒内流入燃
料量(Gfc)の差を燃料噴射量の補正量(ΔGf)と
して算出する。即ち、以下の式、
Are represented as follows. From this equation, Gfc (z) is obtained by substituting the air-fuel ratio (A / F) detected by the state detection unit 10 and the cylinder inflow air weight (QaNN) estimated by the inflow air weight estimation unit 22. Then, the state detection unit 1
The difference between the fuel injection amount (Gf) detected by 0 and the in-cylinder fuel amount (Gfc) is calculated as a correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount. That is, the following equation:

【0103】[0103]

【数10】 (Equation 10)

【0104】より燃料噴射量の補正量が算出されること
となる。なお、後述するように、燃料噴射量(Gf)、
空燃比(A/F)および気筒流入空気重量(QaNN)か
ら燃料付着率(a)および燃料蒸発率(b)を算出する
ことが可能であるので、燃料補正量算出部32は燃料付
着率(a)および燃料蒸発率(b)を算出したのちに、
この燃料付着率(a)と燃料蒸発率(b)と燃料噴射量
の補正量(ΔGf)との関係を表したマップを用いて、
燃料噴射量の補正量(ΔGf)を算出するようにしても
よい。また、ここでは空燃比(A/F)の検出遅れを1
サンプリングと仮定したが、運転状態に応じて検出遅れ
を可変として与える構成としてもよい。
Thus, the correction amount of the fuel injection amount is calculated. As described later, the fuel injection amount (Gf),
Since the fuel adhesion rate (a) and the fuel evaporation rate (b) can be calculated from the air-fuel ratio (A / F) and the weight of the air flowing into the cylinder (QaNN), the fuel correction amount calculation unit 32 calculates the fuel adhesion rate ( After calculating a) and the fuel evaporation rate (b),
Using a map showing the relationship between the fuel adhesion rate (a), the fuel evaporation rate (b), and the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount,
The correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount may be calculated. Here, the detection delay of the air-fuel ratio (A / F) is set to 1
Although sampling is assumed, a configuration in which the detection delay is variably given according to the operation state may be adopted.

【0105】以上の構成を有する空燃比制御装置の動作
を以下に説明する。今、自動車が運転状態にあるものと
する。まず、制御周期ごとに状態検出部10は、エンジ
ンEからエンジンEの状態を示す物理量であるエンジン
回転数(Ne)、吸入空気圧(Pb)、スロットル開度
(THL)、燃料噴射量(Gf)、吸入空気温(T
a)、冷却水温(Tw)、空燃比(A/F)を検出す
る。そして、検出された物理量の内、空燃比(A/F)
を除く物理量は流入空気重量推定部22のニューラルネ
ットワークにパラメータとして入力されて、ニューラル
ネットワークは気筒内流入空気重量(Qa)を推定す
る。それから、状態検出部10で検出された燃料噴射量
(Gf)と空燃比(A/F)および流入空気重量推定部
22で推定された気筒内流入空気重量(Qa)が燃料補
正量算出部32に入力され、燃料補正量算出部32はこ
れらの値から燃料噴射量の補正量(ΔGf)を算出す
る。算出された補正量(ΔGf)から上述した実施の形
態と同様に、実際の燃料噴射量(Gf)が算出されて、
この量の燃料がインジェクタIからエンジンEへ噴射さ
れる。
The operation of the air-fuel ratio control device having the above configuration will be described below. Now, it is assumed that the car is in a driving state. First, in each control cycle, the state detection unit 10 determines the engine speed (Ne), the intake air pressure (Pb), the throttle opening (THL), and the fuel injection amount (Gf), which are physical quantities indicating the state of the engine E to the engine E. , Intake air temperature (T
a), the cooling water temperature (Tw) and the air-fuel ratio (A / F) are detected. Then, among the detected physical quantities, the air-fuel ratio (A / F)
Are input as parameters to the neural network of the inflowing air weight estimation unit 22, and the neural network estimates the inflowing air weight (Qa) in the cylinder. Then, the fuel injection amount (Gf) and the air-fuel ratio (A / F) detected by the state detection unit 10 and the in-cylinder inflow air weight (Qa) estimated by the inflow air weight estimation unit 22 are calculated by the fuel correction amount calculation unit 32. The fuel correction amount calculation unit 32 calculates the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount from these values. An actual fuel injection amount (Gf) is calculated from the calculated correction amount (ΔGf) in the same manner as in the above-described embodiment.
This amount of fuel is injected from injector I to engine E.

【0106】このような構成の空燃比制御装置はニュー
ラルネットワークによって流入空気重量を推定するよう
な構成とすることにより、ニューラルネットワークによ
って直接燃料噴射量の補正量を算出する構成と比較して
試行錯誤する割合が減り、学習時に精度が得られない場
合であってもどこに問題があるのかをより容易に判断で
きるので、開発工程を少なくすることができて開発コス
トおよび開発時間の削減に資することができる。
The air-fuel ratio control device having such a configuration is configured to estimate the inflowing air weight by a neural network, so that the air-fuel ratio control device is trial and error compared with a configuration in which the correction amount of the fuel injection amount is directly calculated by the neural network. This reduces the number of steps to be performed, making it easier to determine where the problem is, even when accuracy is not obtained during learning, thus reducing the development process and contributing to a reduction in development cost and time. it can.

【0107】(実施の形態6)図22に本発明に係る異
常・劣化検出装置を含む空燃比制御装置の機能ブロック
図を示す。これは、図4の空燃比制御装置にセンサ特性
判定部70と、空燃比センサ80を付加したものであ
り、異常・劣化検出装置は状態検出部10、空燃比推定
部20、異常・劣化検出手段となるセンサ特性判定部7
0、空燃比センサ80により構成される。
(Embodiment 6) FIG. 22 is a functional block diagram of an air-fuel ratio control device including an abnormality / deterioration detection device according to the present invention. This is obtained by adding a sensor characteristic determination unit 70 and an air-fuel ratio sensor 80 to the air-fuel ratio control device shown in FIG. Sensor characteristic determination unit 7 serving as a means
0, constituted by an air-fuel ratio sensor 80.

【0108】この装置は、ニューラルネットワークによ
り推定されたされた空燃比を利用して空燃比センサの動
的特性変化を検出するものである。即ち、図3に示す制
御装置の基本燃料噴射量演算部1では、空燃比センサの
値からフィードバック制御を行っているが、空燃比セン
サの動特性が経年変化等により変化した場合、制御性能
が劣化し、最悪発振する可能性もある。そのため、一般
的な対策としてフィードバックゲインを下げ、制御性能
を落とした構成としている。そこで、本実施の形態で
は、フィードバックゲインを下げすぎることなく空燃比
センサが劣化しても劣化度合を判定し、制御系が発振す
ることを防ぐことができる。
This device detects a change in dynamic characteristics of an air-fuel ratio sensor using an air-fuel ratio estimated by a neural network. That is, in the basic fuel injection amount calculation unit 1 of the control device shown in FIG. 3, the feedback control is performed based on the value of the air-fuel ratio sensor. It may deteriorate and oscillate at worst. Therefore, as a general measure, the feedback gain is reduced, and the control performance is reduced. Therefore, in the present embodiment, even if the air-fuel ratio sensor deteriorates without excessively lowering the feedback gain, the degree of deterioration can be determined, and oscillation of the control system can be prevented.

【0109】図22において、状態検出部10、空燃比
推定部20、燃料補正量算出部30は図4に示すものと
同じであるので説明は省略する。空燃比センサ80は排
気管の空燃比を測定するものであり、図1の空燃比セン
サqが用いられる。センサ特性判定部70は、前記空燃
比推定部20で得られる空燃比の推定値と、前記空燃比
センサ80により検出された空燃比を比較することによ
り空燃比センサの動特性変化を検出する。
In FIG. 22, the state detector 10, the air-fuel ratio estimator 20, and the fuel correction amount calculator 30 are the same as those shown in FIG. The air-fuel ratio sensor 80 measures the air-fuel ratio of the exhaust pipe, and uses the air-fuel ratio sensor q in FIG. The sensor characteristic determination unit 70 detects a change in dynamic characteristics of the air-fuel ratio sensor by comparing the estimated value of the air-fuel ratio obtained by the air-fuel ratio estimation unit 20 with the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 80.

【0110】詳しく説明すると、センサ特性判定部70
は具体的な構成として図23(a)のように極値検出部
70aと極値比較部70bを有している。極値検出部7
0aは前記空燃比推定部20が推定した空燃比(A/F
NN)と前記空燃比センサ80が検出した空燃比(A/
F)に対し各々微分演算を行い極値を求める。そして、
極値比較部70bは、求められたそれぞれの極値に対し
て、極値となった時刻および値を比較し、空燃比センサ
の特性として図23(b)に示す位相遅れ(Δδ)およ
びゲイン変化(ΔK)を求める。なお、極値比較部70
bの出力値として時定数や無駄時間を採用してもよい。
More specifically, the sensor characteristic determination unit 70
Has an extreme value detecting unit 70a and an extreme value comparing unit 70b as a specific configuration as shown in FIG. Extreme value detector 7
0a is the air-fuel ratio (A / F) estimated by the air-fuel ratio estimation unit 20.
NN) and the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 80 (A /
An extreme value is obtained by differentiating each of F). And
The extreme value comparing unit 70b compares the time and value at which the extreme value is obtained with each of the obtained extreme values, and calculates the phase lag (Δδ) and the gain shown in FIG. 23B as characteristics of the air-fuel ratio sensor. Find the change (ΔK). Note that the extreme value comparison unit 70
A time constant or a dead time may be adopted as the output value of b.

【0111】このセンサ特性判定部70が算出した空燃
比センサの動的特性の変化量は図3に示す基本燃料噴射
量演算部1に送出される。そして、基本燃料噴射量演算
部1はこれに基づいて、フィードバックゲインを変更す
ることにより、制御性能を維持することが可能となる。
この異常・劣化検出装置の動作を簡単に説明すると、ま
ず、状態検出部10がエンジン回転数(Ne)、吸入空
気圧(Pb)等の物理量を検出し、空燃比推定部20が
この検出された複数の物理量を入力パラメータとしてニ
ューラルネットワークにより空燃比(A/FNN)を推定
し出力する。同時に、空燃比センサ80は触媒より後の
空燃比(A/F)を検出する。そして、センサ特性判定
部70が推定された空燃比(A/FNN)と検出された空
燃比(A/F)を比較し、位相変化量をゲイン変化量を
算出して、基本燃料噴射量演算部1へ送出する。これを
受けた基本燃料噴射量演算部1は、位相変化量およびゲ
イン変化量に応じてフィードバックゲインを適切な値に
調整する。
The amount of change in the dynamic characteristics of the air-fuel ratio sensor calculated by the sensor characteristic determination unit 70 is sent to the basic fuel injection amount calculation unit 1 shown in FIG. Then, the basic fuel injection amount calculation unit 1 can maintain the control performance by changing the feedback gain based on this.
The operation of the abnormality / deterioration detecting device will be briefly described. First, the state detecting section 10 detects physical quantities such as the engine speed (Ne) and the intake air pressure (Pb), and the air-fuel ratio estimating section 20 detects the physical quantities. The air-fuel ratio (A / FNN) is estimated and output by a neural network using a plurality of physical quantities as input parameters. At the same time, the air-fuel ratio sensor 80 detects the air-fuel ratio (A / F) after the catalyst. Then, the sensor characteristic determination unit 70 compares the estimated air-fuel ratio (A / FNN) with the detected air-fuel ratio (A / F), calculates the phase change amount and the gain change amount, and calculates the basic fuel injection amount. Send to unit 1. Receiving this, the basic fuel injection amount calculation unit 1 adjusts the feedback gain to an appropriate value according to the phase change amount and the gain change amount.

【0112】図24(a)、(b)に、スロットル開度
をランダムに急開・閉させた場合に本実施の形態のよう
に空燃比センサの動的特性を考慮してフィードバックゲ
インを変化させた場合と、させなかった場合の制御結果
の比較例を示す。図24(a)は劣化したセンサを用
い、フィードバックゲインを変化させない場合の制御結
果であり、図24(b)は空燃比センサの動的特性変化
に基づきフィードバックゲインを変更させた場合の制御
結果である。これらを比較すると、動的特性変化に基づ
きフィードバックゲインを変更させることにより振動が
抑えられていることがわかる。
FIGS. 24 (a) and 24 (b) show that the feedback gain is changed in consideration of the dynamic characteristics of the air-fuel ratio sensor as in this embodiment when the throttle opening is suddenly opened / closed at random. Comparative examples of control results when the control is performed and when the control is not performed are shown. FIG. 24A shows a control result when the feedback gain is not changed using the deteriorated sensor, and FIG. 24B shows a control result when the feedback gain is changed based on the dynamic characteristic change of the air-fuel ratio sensor. It is. Comparing these, it can be seen that the vibration is suppressed by changing the feedback gain based on the dynamic characteristic change.

【0113】ところで、上記の異常・劣化検出装置にお
いてセンサ特性判定部70は、空燃比センサ80より出
力された空燃比と空燃比推定部20より出力された空燃
比の時間変化における極値を比較することによって、空
燃比センサ80の動的特性の変化を検出するようにして
いるが、これをニューラルネットワークによって推定す
るようにすることも可能である。図25に空燃比センサ
の動的特性をニューラルネットワークで推定するセンサ
特性判定部71を有する異常・劣化検出装置の機能ブロ
ック図を示す。
In the abnormality / deterioration detecting device described above, the sensor characteristic judging section 70 compares the air-fuel ratio output from the air-fuel ratio sensor 80 with the extreme value of the air-fuel ratio output from the air-fuel ratio estimating section 20 over time. By doing so, the change in the dynamic characteristic of the air-fuel ratio sensor 80 is detected, but it is also possible to estimate this by a neural network. FIG. 25 shows a functional block diagram of an abnormality / deterioration detection device having a sensor characteristic determination unit 71 for estimating the dynamic characteristics of the air-fuel ratio sensor using a neural network.

【0114】図25におけるセンサ特性判定部71は、
前記空燃比推定部20の推定した空燃比(A/FNN)と
前記空燃比センサ80の検出した空燃比(A/F)と前
記状態検出部10の出力する物理量を入力項とし、出力
項を空燃比センサの動特性変化量とするニューロ演算を
行う。ここでは、空燃比センサの動特性を一次遅れと
し、その動特性変化量を一次遅れモデルの時定数および
ゲインの変化量とする。この一次遅れモデルの変化量に
応じて、やはり前記基本燃料噴射量演算部1内の制御ゲ
インを変更する。尚、動特性を二次遅れ以上とすると2
つの時定数の変化量を出力する形となる。また、時定数
およびゲイン以外に無駄時間を出力する形としてもよ
い。
The sensor characteristic determining section 71 in FIG.
The air-fuel ratio (A / FNN) estimated by the air-fuel ratio estimator 20, the air-fuel ratio (A / F) detected by the air-fuel ratio sensor 80, and the physical quantity output by the state detector 10 are input items, and the output item is A neuro calculation is performed using the dynamic characteristic change amount of the air-fuel ratio sensor. Here, the dynamic characteristic of the air-fuel ratio sensor is defined as a first-order lag, and the amount of change in the dynamic characteristic is defined as the amount of change in the time constant and gain of the first-order lag model. The control gain in the basic fuel injection amount calculation unit 1 is also changed according to the change amount of the first-order lag model. When the dynamic characteristic is set to be equal to or more than the second order delay, 2
It outputs the change amount of two time constants. Further, the dead time may be output in addition to the time constant and the gain.

【0115】このような構成によれば、センサが劣化し
ていない場合の空燃比の推定値と、実際の空燃比センサ
の出力値を入力とするニューロ演算を行うことにより、
少ない開発工数で劣化度合い判定を行うことが可能とな
る。そして、位相遅れが大きくなると基本燃料噴射量演
算部1内の制御ゲインを予め位相遅れに応じて小さくな
るように設定しておくことにより、やはり発振を抑える
ことができる。尚、ニューロ出力項としては基本燃料噴
射量演算部1で用いている制御ゲインを直接出力する構
成としてもよい。
According to such a configuration, a neuro operation is performed by using the estimated value of the air-fuel ratio when the sensor is not deteriorated and the actual output value of the air-fuel ratio sensor as inputs.
The deterioration degree can be determined with a small number of development man-hours. By setting the control gain in the basic fuel injection amount calculation unit 1 to be smaller in advance according to the phase lag when the phase lag increases, the oscillation can be suppressed as well. The neuro output term may be configured to directly output the control gain used in the basic fuel injection amount calculation section 1.

【0116】以上のように本実施の形態の異常・劣化検
出装置は、空燃比センサが劣化しても、これに応じてフ
ィードバックゲインを調整するので制御性能を落とさ
ず、かつ、発振を防ぐことができる。 (実施の形態7)次に、排気管内の触媒の劣化を検出す
る異常・劣化検出装置について述べる。図26に実施の
形態7に係る異常・劣化検出装置を含む空燃比制御装置
の機能ブロック図を示す。この異常・劣化検出装置は状
態検出部10、空燃比推定部20a、燃料補正量算出部
30、触媒劣化検出部72、空燃比センサ80より構成
される。この異常・劣化検出装置が実施の形態6に示す
異常・劣化検出装置と異なるのは、空燃比センサ80が
排気管内における触媒より後ろの空燃比を検出する点、
異常・劣化検出手段として触媒劣化検出部72が設けら
れている点、および燃料補正量算出部30がこの触媒よ
り前の空燃比にから燃料補正量を算出する点である。
As described above, according to the abnormality / deterioration detecting device of the present embodiment, even if the air-fuel ratio sensor deteriorates, the feedback gain is adjusted in accordance therewith, so that the control performance is not reduced and oscillation is prevented. Can be. (Embodiment 7) Next, an abnormality / deterioration detecting device for detecting deterioration of a catalyst in an exhaust pipe will be described. FIG. 26 shows a functional block diagram of an air-fuel ratio control device including the abnormality / deterioration detection device according to the seventh embodiment. This abnormality / deterioration detection device includes a state detection unit 10, an air-fuel ratio estimation unit 20a, a fuel correction amount calculation unit 30, a catalyst deterioration detection unit 72, and an air-fuel ratio sensor 80. This abnormality / deterioration detection device differs from the abnormality / deterioration detection device shown in Embodiment 6 in that the air-fuel ratio sensor 80 detects the air-fuel ratio behind the catalyst in the exhaust pipe.
The point is that a catalyst deterioration detecting section 72 is provided as abnormality / deterioration detecting means, and the fuel correction amount calculating section 30 calculates a fuel correction amount from an air-fuel ratio before the catalyst.

【0117】空燃比推定部20aで排気管内における触
媒より前の空燃比を推定するには、空燃比推定部20a
のニューラルネットワークの学習の際に、図27に示す
ように教師信号用の空燃比センサを触媒前方に設け、こ
の空燃比(A/Fcp)を教師信号として、図5に示すニ
ューラルネットワークと同様にバックプロパゲーション
法によって、触媒より前の空燃比を推定するように学習
するようにすればよい。
In order to estimate the air-fuel ratio before the catalyst in the exhaust pipe by the air-fuel ratio estimating unit 20a, the air-fuel ratio estimating unit 20a
27, an air-fuel ratio sensor for a teacher signal is provided in front of the catalyst as shown in FIG. 27, and this air-fuel ratio (A / Fcp) is used as a teacher signal as in the neural network shown in FIG. What is necessary is just to learn so as to estimate the air-fuel ratio before the catalyst by the back propagation method.

【0118】触媒劣化検出部72は、前記空燃比推定部
20aにより推定された空燃比(A/FcpNN)と前記空
燃比センサ80により検出された空燃比(A/F)とを
比較することにより、触媒の劣化を検出する。具体的に
は、触媒が正常に働いている場合には、触媒より前の酸
素濃度が変化しても触媒の酸素貯蔵力により、触媒より
後ろの酸素濃度の変化は小さくなるため、触媒より後ろ
の空燃比の変化量は触媒より前の空燃比の変化量に比べ
て小さくなる。ところが、触媒が劣化すると触媒より後
ろの空燃比の変化の量が少なくなる。このことから触媒
劣化検出部72は、この触媒の前と後の空燃比の変化量
の差が所定の値より小さくなったことによって、触媒が
劣化していることを検出する。また、触媒劣化検出部7
2は、触媒が劣化していることを検出した場合には所定
の信号を発する。この信号は例えば、車の運転手に触媒
が劣化していることを知らせる警報を発するトリガとし
て用いられる。
The catalyst deterioration detector 72 compares the air-fuel ratio (A / FcpNN) estimated by the air-fuel ratio estimator 20a with the air-fuel ratio (A / F) detected by the air-fuel ratio sensor 80. Detect catalyst degradation. Specifically, when the catalyst is operating normally, even if the oxygen concentration before the catalyst changes, the change in the oxygen concentration after the catalyst is small due to the oxygen storage capacity of the catalyst, so that the change after the catalyst is small. Is smaller than the change in air-fuel ratio before the catalyst. However, when the catalyst deteriorates, the amount of change in the air-fuel ratio behind the catalyst decreases. From this, the catalyst deterioration detection unit 72 detects that the catalyst has deteriorated when the difference between the change amounts of the air-fuel ratio before and after the catalyst has become smaller than a predetermined value. Further, the catalyst deterioration detection unit 7
2 emits a predetermined signal when detecting that the catalyst has deteriorated. This signal is used, for example, as a trigger to alert the driver of the vehicle that the catalyst has deteriorated.

【0119】この異常・劣化検出装置の動作を簡単に説
明すると、まず、状態検出部10がエンジン回転数(N
e)、吸入空気圧(Pb)等の物理量を検出し、空燃比
推定部20がこの検出された複数の物理量を入力パラメ
ータとしてニューラルネットワークによって触媒より前
の空燃比(A/FcpNN)を推定し出力する。同時に、空
燃比センサ80は触媒より後の空燃比(A/F)を検出
する。そして、触媒劣化検出部72が推定された触媒よ
り前の空燃比(A/FcpNN)と検出された触媒より後の
空燃比(A/F)を比較し、両者の値の差が所定の値以
下否かを判断する。ここで、この差が所定の値以下であ
る場合には触媒劣化検出部72は所定の信号を発する。
この信号により警報が作動し、車の使用者は触媒の劣化
を知ることができる。一方、推定された触媒より前の空
燃比(A/FcpNN)と検出された触媒より後の空燃比
(A/F)との差が所定の値を越えている場合には、触
媒は劣化していないので、触媒劣化検出部72は信号を
発することはない。
The operation of the abnormality / deterioration detecting device will be briefly described.
e), the physical quantity such as the intake air pressure (Pb) is detected, and the air-fuel ratio estimating unit 20 estimates and outputs the air-fuel ratio (A / FcpNN) before the catalyst by a neural network using the plurality of detected physical quantities as input parameters. I do. At the same time, the air-fuel ratio sensor 80 detects the air-fuel ratio (A / F) after the catalyst. The catalyst deterioration detector 72 compares the estimated air-fuel ratio (A / FcpNN) before the catalyst with the estimated air-fuel ratio (A / F) after the detected catalyst, and determines that the difference between the two is a predetermined value. It is determined whether or not: Here, when the difference is equal to or smaller than a predetermined value, the catalyst deterioration detecting section 72 issues a predetermined signal.
This signal activates an alarm so that the vehicle user can know the catalyst has deteriorated. On the other hand, if the difference between the estimated air-fuel ratio (A / FcpNN) before the catalyst and the detected air-fuel ratio (A / F) exceeds the predetermined value, the catalyst deteriorates. Therefore, the catalyst deterioration detecting section 72 does not emit a signal.

【0120】このように実施の形態に係る異常・劣化検
出装置では、触媒の劣化を車の使用者に知らせて触媒の
交換を促すことができる。 (実施の形態8)本実施の形態では、空燃比センサの劣
化による応答時間の遅れが生じても適切な空燃比制御を
行うことができる空燃比制御装置を提示する。図28に
本実施の形態に係る空燃比制御装置の機能ブロック図を
示す。この空燃比制御装置は状態検出部10、空燃比推
定部20b、燃料補正量算出部30、空燃比センサ8
0、運転状態判定部90a、応答時間検出部90bより
なる。この空燃比制御装置が実施の形態1の空燃比制御
装置と異なるのは、空燃比センサ80、運転状態判定部
90a、応答時間検出部90bを設けてあり、空燃比推
定部20bが後述する応答時間検出部90bが検出する
応答時間(Tr)と空燃比センサ80の検出する空燃比
(A/F)を、入力パラメータとしている点である。
As described above, the abnormality / deterioration detecting device according to the embodiment can notify the user of the vehicle of the deterioration of the catalyst and prompt the exchange of the catalyst. (Embodiment 8) In this embodiment, an air-fuel ratio control device capable of performing appropriate air-fuel ratio control even if a response time delay occurs due to deterioration of the air-fuel ratio sensor is presented. FIG. 28 shows a functional block diagram of the air-fuel ratio control device according to the present embodiment. The air-fuel ratio control device includes a state detection unit 10, an air-fuel ratio estimation unit 20b, a fuel correction amount calculation unit 30, an air-fuel ratio sensor 8,
0, an operating state determining unit 90a and a response time detecting unit 90b. This air-fuel ratio control device is different from the air-fuel ratio control device of the first embodiment in that an air-fuel ratio sensor 80, an operating state determination unit 90a, and a response time detection unit 90b are provided, and an air-fuel ratio estimation unit 20b The point is that the response time (Tr) detected by the time detector 90b and the air-fuel ratio (A / F) detected by the air-fuel ratio sensor 80 are used as input parameters.

【0121】空燃比センサ80は排気管内の空燃比を制
御するものである。運転状態判定部90aは状態検出部
10が検出したエンジンの状態を表わす物理量の少なく
とも1つに基づいて、エンジンが所定の運転状態にある
かを判定する。ここでは、エンジンの状態を表わす物理
量としてスロットル開度(THL)とエンジン回転数
(Ne)を用い、これに基づいてエンジンがアイドリン
グ状態にあるか否かを判定する。なお、ここでは、状態
検出部10が検出した物理量をそのまま利用している
が、エンジンか所定の状態にあるか否かを判定する物理
量は別個に検出してもよい。
The air-fuel ratio sensor 80 controls the air-fuel ratio in the exhaust pipe. The operating state determining unit 90a determines whether the engine is in a predetermined operating state based on at least one of the physical quantities indicating the state of the engine detected by the state detecting unit 10. Here, the throttle opening (THL) and the engine speed (Ne) are used as physical quantities representing the state of the engine, and it is determined whether or not the engine is idling based on the throttle opening (THL) and the engine speed (Ne). Here, the physical quantity detected by the state detection unit 10 is used as it is, but the physical quantity for determining whether or not the engine is in a predetermined state may be separately detected.

【0122】応答時間検出部90bは、エンジンが運転
状態判定部90aによって所定の運転状態、ここではア
イドリング状態にあると判定された場合に、前記状態検
出部10により検出された少なくとも1つの物理量を変
更し、この物理量の変更時刻から前記空燃比センサが検
出する空燃比が変動するまでの応答時間を計測して記憶
する。ここでは変更する物理量として、燃料噴射量を採
用しており、燃料噴射量を所定の微小量(Gfs)だけ増
加させる。そして、燃料噴射量を増加させてから空燃比
センサ80による検出値が変化するまでの時間、つまり
空燃比センサの応答時間(Tr)を計測する。
The response time detecting section 90b detects at least one physical quantity detected by the state detecting section 10 when the operating state determining section 90a determines that the engine is in a predetermined operating state, here an idling state. The response time from the change time of the physical quantity to the change of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor is measured and stored. Here, the fuel injection amount is adopted as the physical quantity to be changed, and the fuel injection amount is increased by a predetermined minute amount (Gfs). Then, the time from when the fuel injection amount is increased to when the value detected by the air-fuel ratio sensor 80 changes, that is, the response time (Tr) of the air-fuel ratio sensor is measured.

【0123】空燃比推定部20bは、状態検出部10が
検出した物理量(Ne、Pb・・・)、空燃比センサが
検出した空燃比(A/F)、応答時間検出部90bが検
出した応答時間(Tr)をパラメータとして入力し、ニ
ューラルネットワークを用いて空燃比を推定する。この
空燃比推定部20bの学習過程を以下に説明する。図2
9に、この学習過程を表わす摸式図を示す。図に示すよ
うにこのニューラルネットワークは入力として状態検出
部10が検出するエンジン回転数(Ne)、吸入空気圧
(Pb)、スロットル開度(THL)、燃料噴射量(G
f)、吸入空気温(Ta)、冷却水温(Tw)の他に、
空燃比(A/F)と応答時間(Tr)が入力される。こ
の入力される空燃比は劣化した空燃比センサにより検出
された空燃比を用い、応答時間(Tr)はこの劣化した
空燃比センサの応答時間が入力される。一方、教師信号
となる空燃比は劣化のない空燃比センサにより検出され
た空燃比が用いられる。そして、入力する空燃比を検出
する空燃比センサを劣化度合の異なる複数のものに交換
し、これに対応させて入力する応答時間(Tr)を変え
ていきながら、教師信号となる空燃比(A/F)とニュ
ーラルネットワークにより推定される空燃比(A/FN
N)との偏差eが小さくなるようにバックプロパゲーシ
ョン法によりニューラルネットワークの構成を変更して
いく。これにより、このニューラルネットワークでは、
劣化した空燃比センサによる入力があっても応答遅れや
ゲイン変化の無い適当な空燃比の値を推定することがで
きるようになる。
The air-fuel ratio estimating section 20b includes a physical quantity (Ne, Pb...) Detected by the state detecting section 10, an air-fuel ratio (A / F) detected by the air-fuel ratio sensor, and a response detected by the response time detecting section 90b. Time (Tr) is input as a parameter, and the air-fuel ratio is estimated using a neural network. The learning process of the air-fuel ratio estimator 20b will be described below. FIG.
FIG. 9 shows a schematic diagram illustrating this learning process. As shown in the figure, this neural network receives as inputs the engine speed (Ne), intake air pressure (Pb), throttle opening (THL), fuel injection amount (G
f), intake air temperature (Ta), cooling water temperature (Tw),
An air-fuel ratio (A / F) and a response time (Tr) are input. The input air-fuel ratio uses the air-fuel ratio detected by the deteriorated air-fuel ratio sensor, and the response time (Tr) is the response time of the deteriorated air-fuel ratio sensor. On the other hand, the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor without deterioration is used as the air-fuel ratio serving as the teacher signal. The air-fuel ratio sensor that detects the input air-fuel ratio is replaced with a plurality of air-fuel ratio sensors having different degrees of deterioration. / F) and the air-fuel ratio (A / FN) estimated by the neural network
The configuration of the neural network is changed by the back propagation method so as to reduce the deviation e from N). Thus, in this neural network,
Even if there is an input from the deteriorated air-fuel ratio sensor, an appropriate air-fuel ratio value without response delay or gain change can be estimated.

【0124】このような構成の空燃比制御装置の動作を
以下に示す。図30にこの動作を表わすフローチャート
を示す。まず、状態検出部10が各物理量を検出する
(S401)。次に、検出された物理量の内のスロット
ル開度(THL)とエンジン回転数(Ne)に基づき運
転状態判定部90aがエンジンがアイドリング状態にあ
るか否かを判断する(S402)。ここで、エンジンが
アイドリング状態であれば、応答時間検出部90bは燃
料補正量を所定量(Gfs)だけ増加させる(S40
3)。そして、この燃料補正量を増加させた時刻から空
燃比センサ80の検出値に変化があるまでの時間、即ち
応答時間を測定し記録する(S404)。
The operation of the air-fuel ratio control device having such a configuration will be described below. FIG. 30 is a flowchart showing this operation. First, the state detection unit 10 detects each physical quantity (S401). Next, the operating state determination unit 90a determines whether the engine is idling based on the throttle opening (THL) and the engine speed (Ne) among the detected physical quantities (S402). Here, if the engine is idling, the response time detecting section 90b increases the fuel correction amount by a predetermined amount (Gfs) (S40).
3). Then, the time from the time when the fuel correction amount is increased to the time when the detection value of the air-fuel ratio sensor 80 changes, that is, the response time is measured and recorded (S404).

【0125】それから、空燃比推定部20bが、状態検
出部10が検出した物理量と、空燃比センサ80が検出
した一制御周期前の空燃比(A/F)とともに、記録さ
れている応答時間をパラメータに含めて、ニューラルネ
ットワークにより空燃比を推定する(S405)。ま
た、S402でエンジンはアイドリング状態に無いと判
断された場合には、ニューラルネットワークには前回以
前の制御周期で記録された応答時間が入力されることに
なる。最後に、燃料補正量算出部30が推定された空燃
比(A/FNN)から燃料補正量(ΔGf)を算出する
(S406)。
Then, the air-fuel ratio estimating section 20b calculates the recorded response time together with the physical quantity detected by the state detecting section 10 and the air-fuel ratio (A / F) one control cycle before detected by the air-fuel ratio sensor 80. The air-fuel ratio is estimated by using a neural network by including the parameters (S405). If it is determined in S402 that the engine is not in the idling state, the response time recorded in the previous control cycle is input to the neural network. Finally, the fuel correction amount calculating section 30 calculates a fuel correction amount (ΔGf) from the estimated air-fuel ratio (A / FNN) (S406).

【0126】このような動作により、エンジンがアイド
リング状態となる度に空燃比センサの応答時間が記録さ
れ、これが空燃比推定部20bにおける空燃比推定に用
いられることでほぼ正確な空燃比の推定値が出力される
ことになるので、空燃比センサが劣化しても適切な空燃
比制御を行うことができる。図31(a)、図31
(b)に、従来の空燃比制御装置と本実施の形態の空燃
比制御装置の比較実験結果を示す。これらはそれぞれ、
Ne=2000rpm、軸トルク変化が5kgmから10kgmとなるよ
うにスロットル開度を急開・急閉した場合の制御結果で
あり、図31(a)が従来の制御装置によるものであ
り、図31(b)が本実施の形態の空燃比制御装置によ
るものである。これらに用いた空燃比センサは何れも劣
化のあるものを用いている。これらを比較すると、図3
1(b)に示す予測推定値A/Fnn(実線)を用いた方
が、精度良く目標空燃比(14.7)に制御できている
ことが分かる。
With such an operation, the response time of the air-fuel ratio sensor is recorded every time the engine is idling, and this is used for the air-fuel ratio estimation by the air-fuel ratio estimator 20b. Is output, so that appropriate air-fuel ratio control can be performed even if the air-fuel ratio sensor deteriorates. FIG. 31 (a), FIG.
(B) shows a comparison experiment result between the conventional air-fuel ratio control device and the air-fuel ratio control device of the present embodiment. These are respectively
FIG. 31A shows a control result when the throttle opening is suddenly opened and closed so that Ne = 2000 rpm and the shaft torque change is from 5 kgm to 10 kgm. FIG. b) is based on the air-fuel ratio control device of the present embodiment. All of the air-fuel ratio sensors used for these sensors are deteriorated. When these are compared, FIG.
It can be seen that the use of the predicted estimated value A / Fnn (solid line) shown in FIG.

【0127】尚、ここでは空燃比予測推定部20bにお
いて、入力項に応答時間を用いたが、位相遅れまたは時
定数またはゲイン等を用いてもよい。また、応答時間と
ゲイン等を組み合わせて入力項とすることにより推定精
度を向上させることが可能となる。 (実施の形態9)ここでは、車の使用者が使用する燃料
の種別にかかわらず、特に始動時の燃料噴射量を適切に
制御する空燃比制御装置を示す。
Although the response time is used as the input term in the air-fuel ratio prediction estimating section 20b, a phase delay, a time constant, a gain, or the like may be used. In addition, the estimation accuracy can be improved by combining the response time and the gain as an input term. (Embodiment 9) Here, an air-fuel ratio control device that appropriately controls the fuel injection amount especially at the time of starting regardless of the type of fuel used by the user of the vehicle is shown.

【0128】図32に本実施の形態に係る空燃比制御装
置の機能ブロック図を示す。この空燃比制御装置は、状
態検出部10と、燃料種別判別部23と、燃料補正量算
出部33と、燃料種別記憶部100、エンジン温度検出
部110とにより構成される。状態検出部10は実施の
形態1とほぼ同様の構成により、エンジンEの状態を表
す複数の物理量を検出する。ただし、ここでは空燃比補
助制御演算部2から出力されるのは燃料補正係数(Cg
f)であり、この値は基本燃料噴射量演算部1から出力
される基本燃料噴射量(Gfb)に乗算される点で異な
る。
FIG. 32 shows a functional block diagram of the air-fuel ratio control device according to the present embodiment. This air-fuel ratio control device includes a state detection unit 10, a fuel type determination unit 23, a fuel correction amount calculation unit 33, a fuel type storage unit 100, and an engine temperature detection unit 110. The state detection unit 10 detects a plurality of physical quantities representing the state of the engine E by a configuration substantially similar to that of the first embodiment. However, here, the output from the air-fuel ratio auxiliary control calculation unit 2 is a fuel correction coefficient (Cg
f), and this value is different in that the basic fuel injection amount (Gfb) output from the basic fuel injection amount calculation unit 1 is multiplied.

【0129】燃料種別判別部23は、検出された複数の
パラメータを入力としてニューラルネットワークにより
燃料の種別を判定する部分である。ここにいう燃料の種
別は現に市販されている燃料の種別を意味している。燃
料種別をニューラルネットワークによって推定するに
は、例えば、以下のような学習を行わせればよい。図3
3に燃料種別を判定するニューラルネットワークの学習
過程を表わす摸式図を示す。ニューラルネットワークに
は予め採取した状態検出部10により検出される物理量
(Gf,Ne,・・・)を入力とし、ガソリン性状を表
現するパラメータを出力とするように構成する。出力と
しては、例えばガソリンが50%気化するときの温度で
あるT50の値を用いることが考えられる。このT50
の値は燃料の種別ごとに予めわかっているので、ある種
別の燃料を用いてエンジンを動かして採取した各物理量
(Gf,Ne,・・・)を入力とし、用いている種別の
燃料のT50を教師データとする。かかる構成により推
定したT50の値と実際の教師データであるT50との
偏差eが許容値以内となるようにニューラルネットワー
クの構成を変えていく。このような学習を推定しようと
するすべての種別の燃料に対して行う。これにより、状
態検出部10から検出される物理量から推定しようとす
るすべての種別の燃料のT50を推定値をして出力する
ニューラルネットワークを得ることができる。このニュ
ーラルネットワークを用いれば、推定されるT50の値
から燃料種別を推定することができる。
The fuel type discriminating section 23 is a section for judging the type of fuel by a neural network by using a plurality of detected parameters as inputs. The type of fuel mentioned here means the type of fuel currently on the market. In order to estimate the fuel type by the neural network, for example, the following learning may be performed. FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a learning process of the neural network for determining the fuel type. The neural network is configured so that a physical quantity (Gf, Ne,...) Detected by the state detection unit 10 that has been collected in advance is input, and a parameter representing gasoline properties is output. As the output, for example, it is conceivable to use a value of T50 which is a temperature at which gasoline is vaporized by 50%. This T50
Is known in advance for each type of fuel, the physical quantities (Gf, Ne,...) Collected by operating the engine using a certain type of fuel are input, and the T50 of the type of fuel used is input. Is the teacher data. The configuration of the neural network is changed so that the deviation e between the value of T50 estimated by such a configuration and T50, which is actual teacher data, is within an allowable value. Such learning is performed for all types of fuel to be estimated. Accordingly, it is possible to obtain a neural network that estimates and outputs T50s of all types of fuels to be estimated from the physical quantities detected by the state detection unit 10. If this neural network is used, the fuel type can be estimated from the estimated value of T50.

【0130】なお、燃料種別を判断する構成としては、
以下のようなものも採用できる。即ち、図34に示すよ
うに、基準となる種別の燃料を用いて、状態検出部10
が検出した物理量(Gf,Ne,・・・)を入力とし、
空燃比(A/FNN)を出力とする学習を行ったニューラ
ルネットワーク23aを設け、このニューラルネットワ
ーク23aにより推定された空燃比(A/FNN)と、空
燃比センサが検出した空燃比(A/F)とを比較して、
両者の挙動の違いによりガソリン性状を判定する判定部
23bを設けてもよい。この判定部23bにおける判定
方法は、前記ニューラルネットワーク23aにより推定
された空燃比(A/FNN)と空燃比センサが検出した空
燃比(A/F)と前記状態検出部10が検出した物理量
(Gf,Ne,・・・)を入力とし、出力をT50とす
るニューロ演算を行うことが考えられる。
The configuration for determining the fuel type is as follows.
The following can also be adopted. That is, as shown in FIG. 34, the state detecting unit 10
Input the detected physical quantities (Gf, Ne,...)
There is provided a neural network 23a that has learned to output the air-fuel ratio (A / FNN). The air-fuel ratio (A / FNN) estimated by the neural network 23a and the air-fuel ratio (A / F) detected by the air-fuel ratio sensor are provided. ) And
A judging unit 23b for judging gasoline properties based on the difference between the two behaviors may be provided. The determination method in the determination unit 23b includes the air-fuel ratio (A / FNN) estimated by the neural network 23a, the air-fuel ratio (A / F) detected by the air-fuel ratio sensor, and the physical quantity (Gf) detected by the state detection unit 10. , Ne,...) As inputs and an output as T50.

【0131】エンジン温度検出部110は、エンジンの
温度としてエンジンの冷却水温(Tw)を検出して電気
的な信号に変換するセンサである。なおエンジンの温度
は冷却水温に限らず吸入空気温Taや、他の温度センサ
出力を用いてもよく、また、これら温度センサ出力値を
一つまたは2つ以上入力とする関数を用いて、この関数
の出力値より判定する構成としてもよい。また、ここで
はエンジン温度検出部110は状態検出部10とは別個
に設けているが、これは状態検出部10における冷却水
温センサを共用してもよい。
The engine temperature detecting section 110 is a sensor which detects an engine cooling water temperature (Tw) as an engine temperature and converts it into an electric signal. Note that the temperature of the engine is not limited to the cooling water temperature, and the intake air temperature Ta or other temperature sensor output may be used. Also, the function using one or two or more of these temperature sensor output values is used. The determination may be made based on the output value of the function. Although the engine temperature detecting section 110 is provided separately from the state detecting section 10 here, the engine temperature detecting section 110 may share the cooling water temperature sensor in the state detecting section 10.

【0132】燃料種別記憶部100は燃料種別判別部2
3によって推定された燃料の種別を記憶するものであ
り、燃料種別判別部23からの出力がなされる度に当該
出力された種別に書き換えられて行く。燃料補正量算出
部33は、エンジン温度検出部110により検出された
エンジンの温度が定められた第1の設定温度以下である
場合に、燃料種別判別部23により判別され燃料種別記
憶部100に記憶された燃料種別と、燃料種別ごとに設
けられたマップと、検出されたエンジンの温度に基づき
燃料噴射量の補正量としての補正係数(Cgf)を算出す
る部分である。第1の設定温度はここでは空燃比センサ
の働かない温度の境界点、例えば50℃程度に設定して
あり、この温度以下の場合即ち空燃比センサが働かずフ
ィードバック制御が制御が行われない低温時の噴射燃料
の補正係数を算出することとなる。また、燃料種別ごと
に設けられたマップは図35に示されるように、燃料種
別A〜Eに対応させて、補正係数(Cgf)を記憶してあ
る。また、自動車の運転を中断して次に始動する時に
は、燃料補正量算出部33は前記燃料種別記憶部100
に記憶された燃料種別を用いて始動時の燃料噴射量の補
正係数(Cgf)を算出するように構成してある。
The fuel type storage unit 100 stores the fuel type determining unit 2
The fuel type estimated in step 3 is stored. Each time the fuel type is output from the fuel type determination unit 23, the fuel type is rewritten to the output type. When the engine temperature detected by the engine temperature detecting unit 110 is equal to or lower than the predetermined first set temperature, the fuel correction amount calculating unit 33 determines the fuel by the fuel type determining unit 23 and stores it in the fuel type storage unit 100. This is a part for calculating a correction coefficient (Cgf) as a correction amount of the fuel injection amount based on the detected fuel type, a map provided for each fuel type, and the detected engine temperature. Here, the first set temperature is set at a boundary point of a temperature at which the air-fuel ratio sensor does not operate, for example, about 50 ° C., and when it is lower than this temperature, that is, at a low temperature at which the air-fuel ratio sensor does not operate and the feedback control is not performed. The correction coefficient of the injected fuel at that time is calculated. Further, as shown in FIG. 35, the map provided for each fuel type stores a correction coefficient (Cgf) corresponding to each of the fuel types A to E. When the vehicle is stopped and the vehicle is started next time, the fuel correction amount calculating unit 33 stores the fuel type storage unit 100.
The correction coefficient (Cgf) for the fuel injection amount at the time of starting is calculated using the fuel type stored in the.

【0133】上記構成を有する空燃比制御装置の動作を
以下に説明する。図36にこの空燃比制御装置の一制御
周期における動作を表すフローチャートを示す。ある種
別の燃料がはじめて入れられたものとして、自動車が運
転されると状態検出部10およびエンジン温度検出部1
10は冷却水温(Tw)を含むエンジンの状態を表す複
数の物理量を検出する(s501)。次に、燃料種別判
別部23が検出された複数の物理量をパラメータとして
ニューラルネットワークへ入力し燃料の種別を判別する
(s502)。そして、燃料種別記憶部100は判別さ
れた燃料種別を記憶する(s503)。それから、燃料
補正量算出部33はエンジン温度検出部110で検出さ
れた冷却水温(Tw)が50℃以下であるか否かを判断
し(s504)、冷却水温(Tw)が50℃以下であれ
ば冷却水温(Tw)と判別された燃料種別から上記マッ
プを用いて燃料噴射量の補正係数(Cgf)を算出する
(s505)。そして、算出された燃料噴射量の補正係
数(Cgf)が基本燃料噴射量(Gfb)に乗算されて実
際の燃料噴射量(Gf)が導かれて、この量の燃料がエ
ンジンEへと噴射される。また、冷却水温(Tw)が5
0℃を越える場合は燃料噴射量の補正係数(Cgf)は算
出されず、燃料噴射量の補正は通常のフィードバック制
御を含む基本燃料噴射量演算部1の制御に委ねられる。
The operation of the air-fuel ratio control device having the above configuration will be described below. FIG. 36 is a flowchart showing the operation in one control cycle of the air-fuel ratio control device. Assuming that a certain type of fuel has been charged for the first time, when the vehicle is driven, the state detection unit 10 and the engine temperature detection unit 1
10 detects a plurality of physical quantities indicating the state of the engine including the cooling water temperature (Tw) (s501). Next, the fuel type determination unit 23 inputs the detected physical quantities into the neural network as parameters, and determines the type of fuel (s502). Then, the fuel type storage unit 100 stores the determined fuel type (s503). Then, the fuel correction amount calculating unit 33 determines whether or not the cooling water temperature (Tw) detected by the engine temperature detecting unit 110 is 50 ° C. or less (s504). If the cooling water temperature (Tw) is 50 ° C. or less. For example, a fuel injection amount correction coefficient (Cgf) is calculated from the fuel type determined as the cooling water temperature (Tw) using the above-described map (s505). Then, the calculated fuel injection amount correction coefficient (Cgf) is multiplied by the basic fuel injection amount (Gfb) to derive the actual fuel injection amount (Gf), and this amount of fuel is injected into the engine E. You. In addition, the cooling water temperature (Tw) is 5
When the temperature exceeds 0 ° C., the correction coefficient (Cgf) of the fuel injection amount is not calculated, and the correction of the fuel injection amount is left to the control of the basic fuel injection amount calculation unit 1 including normal feedback control.

【0134】さらに、一度、自動車の運転が中止され
て、もう一度自動車が始動する場合、即ち次の始動時に
は、最初の制御動作ではエンジン温度検出部110は冷
却水温(Tw)を検出するが、他のs501からs50
3の動作は行わず、まず、s504の燃料補正量算出部
33は冷却水温(Tw)が50℃以下か否かの判断を行
う。ここでは始動時であり冷却水温(Tw)は必ず50
℃以下であるのでs505へ進み、燃料補正量算出部3
3は、前回の運転で燃料種別記憶部100に記憶された
燃料種別と検出された冷却水温(Tw)とから始動時の
燃料噴射量の補正係数(Cgf)を算出する。通常は自動
車に入れられた燃料は次の始動時でもほとんど同じ燃料
であると考えられるので、このような動作により始動時
の燃料噴射量を適切に調整することができる。
Further, when the operation of the vehicle is once stopped and the vehicle is started again, that is, at the time of the next start, the engine temperature detecting unit 110 detects the cooling water temperature (Tw) in the first control operation. S501 to s50
The operation of step 3 is not performed. First, the fuel correction amount calculation unit 33 in s504 determines whether the cooling water temperature (Tw) is equal to or lower than 50 ° C. Here, it is at the time of startup, and the cooling water temperature (Tw) must
° C or less, the process proceeds to s505, and the fuel correction amount calculation unit 3
3 calculates a correction coefficient (Cgf) of the fuel injection amount at the time of starting from the fuel type stored in the fuel type storage unit 100 in the previous operation and the detected coolant temperature (Tw). Usually, it is considered that the fuel put in the vehicle is almost the same fuel at the next start, and thus the fuel injection amount at the start can be appropriately adjusted by such an operation.

【0135】なお、この空燃比制御装置にはさらに、図
37に示すようにエンジン温度検出部110により検出
されたエンジンの温度が定められた第2の設定温度以下
の時にのみ燃料種別判別部23による判別を許可する判
別許可部111を設けることができる。ここでは第2の
設定温度として例えば燃料種別による性状(燃料蒸発率
や燃料付着率等)の差異が明確に現れる境界点である8
0℃程度に設定してある。
The air-fuel ratio control apparatus further includes a fuel type discriminating unit 23 only when the temperature of the engine detected by the engine temperature detecting unit 110 is lower than a predetermined second set temperature as shown in FIG. May be provided. Here, as the second set temperature, for example, a boundary point at which a difference in properties (fuel evaporation rate, fuel adhesion rate, etc.) depending on the fuel type clearly appears 8
It is set to about 0 ° C.

【0136】このように判別許可部111を設けた場合
の燃料種別の燃料種別記憶部100への記憶までの動作
を図38を用いて説明する。図38はかかる動作を示す
フローチャートである。まず、自動車の運転状態で、状
態検出部10およびエンジン温度検出部110は冷却水
温(Tw)を含むエンジンEの状態を示す複数の物理量
を検出する(s601)。次に判別許可部111は冷却
水温(Tw)が80℃以下か否かを判断する(s60
2)。ここで冷却水温(Tw)が80 ℃以下であれ
ば、判別許可部111は燃料種別判別部23に燃料種別
の判断を許可する。燃料種別の判断を許可された燃料種
別判別部23は上述した動作で検出された複数の物理量
をパラメータとしてニューラルネットワークへ入力し、
燃料種別を判別する(s604)。そして、燃料種別記
憶部100は判別された燃料種別を記憶する(s60
5)。一方、冷却水温(Tw)が80℃を越える場合は
判別許可部111は燃料種別判別部23に燃料種別の判
別を許可せず(s606)、このため燃料種別判別部2
3は燃料種別を判別することはない。
The operation up to the storage of the fuel type in the fuel type storage unit 100 when the determination permission unit 111 is provided will be described with reference to FIG. FIG. 38 is a flowchart showing such an operation. First, in the operating state of the automobile, the state detection unit 10 and the engine temperature detection unit 110 detect a plurality of physical quantities indicating the state of the engine E including the cooling water temperature (Tw) (s601). Next, the determination permission unit 111 determines whether the cooling water temperature (Tw) is equal to or lower than 80 ° C. (s60).
2). If the cooling water temperature (Tw) is equal to or lower than 80 ° C., the determination permission unit 111 permits the fuel type determination unit 23 to determine the fuel type. The fuel type determination unit 23 permitted to determine the fuel type inputs a plurality of physical quantities detected in the above operation to the neural network as parameters,
The fuel type is determined (s604). Then, the fuel type storage unit 100 stores the determined fuel type (s60).
5). On the other hand, when the cooling water temperature (Tw) exceeds 80 ° C., the discrimination permission unit 111 does not permit the fuel type discrimination unit 23 to discriminate the fuel type (s606).
No. 3 does not determine the fuel type.

【0137】このように燃料種別による燃料の性状の差
異が顕著な温度領域でのみニューラルネットワークによ
る燃料種別判別を行うことにより、判定精度を向上させ
ることができる。しかも判定領域が限定できる(ここで
は50℃〜80℃の温度領域のみ)ため、ニューラルネ
ットワークの学習過程における学習データ量を少なくす
ることができ、開発時間を短縮することも可能となる。
As described above, the accuracy of the determination can be improved by performing the fuel type determination by the neural network only in the temperature region where the difference in the fuel properties depending on the fuel type is remarkable. In addition, since the determination region can be limited (here, only the temperature region of 50 ° C. to 80 ° C.), the amount of learning data in the learning process of the neural network can be reduced, and the development time can be shortened.

【0138】なお、上記各空燃比制御装置においては燃
料種別の推定にパラメータとして、点火プラグが通電し
てからエンジン内の混合気が完全爆発するまでのクラン
ク数とバッテリー電圧を用いることが望ましい。即ち、
当該クランク数は燃料の種別によって顕著な差異を生じ
る物理量であり、バッテリー電圧はこのクランク数に影
響を与えるパラメータであるので、これらをともに入力
することで燃料種別の推定の精度を上げることが可能と
なるからである。図39に、このような構成を有する空
燃比制御装置の機能ブロック図を示す。この空燃比制御
装置は、図32に示す空燃比制御装置に対して、状態検
出部10がクランク数検出部112と電圧検出部113
をさらに備え、エンジン温度検出部110の代わりに、
プラグ電流検出部114、を設けたものである。
In each of the above air-fuel ratio control devices, it is desirable to use the number of cranks and the battery voltage from when the spark plug is energized to when the air-fuel mixture in the engine completely explodes as parameters for estimating the fuel type. That is,
Since the number of cranks is a physical quantity that causes a significant difference depending on the type of fuel, and the battery voltage is a parameter that affects the number of cranks, it is possible to improve the accuracy of estimating the type of fuel by inputting them together. This is because FIG. 39 shows a functional block diagram of an air-fuel ratio control device having such a configuration. This air-fuel ratio control device is different from the air-fuel ratio control device shown in FIG.
Is further provided, and instead of the engine temperature detection unit 110,
A plug current detector 114.

【0139】クランク数検出部112は、エンジンの状
態を表わす物理量として点火プラグの通電からエンジン
の完爆までのクランク数を検出する。電圧検出部113
はエンジンの状態を表わす物理量としてバッテリー電圧
を検出する。プラグ電流検出部114はエンジンのイグ
ニッションキーの位置変化によって点火プラグへの通電
がONとなったことを検出する。
The number-of-cranks detector 112 detects the number of cranks from energization of the spark plug to complete explosion of the engine as a physical quantity representing the state of the engine. Voltage detector 113
Detects the battery voltage as a physical quantity representing the state of the engine. The plug current detection unit 114 detects that the energization of the ignition plug has been turned on by a change in the position of the ignition key of the engine.

【0140】この空燃比制御装置の動作は図32に示す
空燃比制御装置とほぼ同じであり、点火プラグの通電に
よってエンジンが始動状態にあると判断された場合の
み、始動時のクランク数とバッテリー電圧を加味して燃
料種別を推定し、これによって燃料補正量を算出し、始
動時の空燃比を燃料種別に応じて適切に制御して、失火
等を防ぐ。
The operation of this air-fuel ratio control device is substantially the same as that of the air-fuel ratio control device shown in FIG. 32. Only when it is determined that the engine is in the starting state by energizing the ignition plug, the number of cranks at startup and the battery The fuel type is estimated in consideration of the voltage, the fuel correction amount is calculated based on the voltage, and the air-fuel ratio at the time of starting is appropriately controlled according to the fuel type to prevent a misfire or the like.

【0141】なお、この空燃比制御装置における前記燃
料種別記憶部100は、クランク数検出部112の検出
した始動時のクランク数がある設定値以下の時には判別
結果を更新しない構成とする。即ち始動時のクランク数
がある設定値より長い場合のみ、判別結果を反映させ始
動性を向上させ、設定値以内の時は現行使用している判
定値を用いて始動時燃料噴射を行う構成とする。これ
は、始動時のクランク数が短くなる燃料、即ち揮発しや
すい燃料に合わせて燃料噴射量を調整するようにする
と、車の使用者が燃料を入れ替えて、これより揮発しに
くい燃料となった場合に、失火してしまう可能性が高く
なるからである。即ち、失火すると、空燃比が目標値か
ら少々ずれるよりもずっと排気を汚してしまうこととな
るので、これを防ぐことを優先したものである。
The fuel type storage unit 100 in the air-fuel ratio control apparatus is configured not to update the discrimination result when the number of cranks at the start detected by the crank number detection unit 112 is smaller than a certain set value. That is, only when the number of cranks at the time of starting is longer than a certain set value, the determination result is reflected to improve the startability, and when it is within the set value, the fuel injection at the time of starting is performed using the currently used judgment value. I do. This is because if the fuel injection amount is adjusted in accordance with the fuel whose starting crank number becomes shorter, that is, the fuel that is likely to evaporate, the user of the car replaces the fuel and the fuel becomes more difficult to evaporate. In such a case, the possibility of misfiring increases. That is, if a misfire occurs, the exhaust gas will be polluted much more than the air-fuel ratio slightly deviates from the target value. Therefore, priority is given to preventing this.

【0142】さらに、上記実施の形態では燃料種別判別
部23はニューラルネットワークによって直接に燃料種
別を判別するようにしているが、これは後述するよう
に、ニューラルネットワークによって気筒内空気重量Q
aNNを推定し、これを用いて燃料付着率(a)、燃料蒸
発率(b)を算出し、この燃料付着率(a)、燃料蒸発
率(b)と燃料種別との対応を記載したテーブルを用い
て、燃料種別を算出してもよい。この燃料付着率
(a)、燃料蒸発率(b)の算出方法を以下に述べる。
Further, in the above-described embodiment, the fuel type discriminating section 23 directly discriminates the fuel type by a neural network. However, as described later, this is performed by a neural network.
aNN is estimated, and the fuel adhesion rate (a) and the fuel evaporation rate (b) are calculated using the estimated aNN. A table describing the correspondence between the fuel adhesion rate (a), the fuel evaporation rate (b), and the fuel type. May be used to calculate the fuel type. A method for calculating the fuel adhesion rate (a) and the fuel evaporation rate (b) will be described below.

【0143】上述したようにインジェクタより燃料を噴
射しても、全ての量が気筒内へ流入するのではなく一部
は吸気管壁面に付着し、また、付着した燃料の一部は蒸
発して気筒内に流入する。吸気管壁面に付着する燃料の
付着量は運転状態(回転数や負荷(吸入空気圧)等や外
部環境(吸入空気温度や冷却水温、大気圧等)により複
雑に変化し、また付着燃料から蒸発して気筒内に流入す
る燃料量も、前記運転状態や外部環境により変化する。
そこでまず、この燃料付着量(a)および燃料蒸発量
(b)を算出する。図40に燃料付着の挙動を表す簡単
なモデルを示す。図40を簡単に説明すると、サンプリ
ング時刻をkとして、インジェクタから噴射された燃料
の量である燃料噴射量(Gf)のうち、壁面に付着する
燃料の量である壁面燃料付着量(Mf)はa・Gfであ
り、残りの(1−a)・Gfが気筒内へと流入する。ま
た、付着燃料からの蒸発して気筒内に流入する燃料の量
はb・Mfと表される。従って、気筒流入燃料量(Gf
c)は(1−a)・Gfとb・Mfとの和となる。
As described above, even when the fuel is injected from the injector, not all of the fuel flows into the cylinder but a part of the fuel adheres to the wall of the intake pipe, and a part of the adhered fuel evaporates. Flow into the cylinder. The amount of fuel adhering to the wall of the intake pipe varies in a complicated manner depending on the operating conditions (rotation speed, load (intake air pressure), etc.) and the external environment (intake air temperature, cooling water temperature, atmospheric pressure, etc.). The amount of fuel flowing into the cylinder also varies depending on the operating state and the external environment.
Therefore, first, the fuel adhesion amount (a) and the fuel evaporation amount (b) are calculated. FIG. 40 shows a simple model representing the behavior of fuel adhesion. Briefly explaining FIG. 40, when the sampling time is k, of the fuel injection amount (Gf), which is the amount of fuel injected from the injector, the wall surface fuel adhesion amount (Mf), which is the amount of fuel adhering to the wall surface, is a-Gf, and the remaining (1-a) -Gf flows into the cylinder. The amount of fuel evaporated from the attached fuel and flowing into the cylinder is represented by b · Mf. Therefore, the amount of fuel flowing into the cylinder (Gf
c) is the sum of (1-a) · Gf and b · Mf.

【0144】ここで、サンプリング時刻k時点での壁面
燃料付着量をMf(k)、燃料噴射量をGf(k)、気
筒流入燃料量をGfc(k)とすると、以下の関係式が
成り立つ。
Here, assuming that the wall surface fuel adhesion amount at the sampling time k is Mf (k), the fuel injection amount is Gf (k), and the cylinder inflow fuel amount is Gfc (k), the following relational expression is established.

【0145】[0145]

【数11】 [Equation 11]

【0146】[0146]

【数12】 (Equation 12)

【0147】この両式より次式の関係式が得られる。The following relational expression is obtained from these two expressions.

【0148】[0148]

【数13】 (Equation 13)

【0149】また、上述したように、空燃比A/Fと気
筒流入空気重量Qaと気筒流入燃料量Gfcとの関係は、
A/Fの検出後れを1サンプリングと仮定すると次式で
与えられる。
As described above, the relationship among the air-fuel ratio A / F, the cylinder inflow air weight Qa, and the cylinder inflow fuel amount Gfc is as follows.
Assuming that after the detection of A / F is one sampling, it is given by the following equation.

【0150】[0150]

【数14】 [Equation 14]

【0151】式[3]および式[4]より次式が得られ
る。
The following equations are obtained from the equations [3] and [4].

【0152】[0152]

【数15】 (Equation 15)

【0153】ここで、(A/F)・Gf=Wとすると、Here, if (A / F) · Gf = W,

【0154】[0154]

【数16】 (Equation 16)

【0155】この式に、状態検出部10により検出され
る燃料噴射量(Gf)および空燃比(A/F)とからW
を算出し、流入空気重量推定部によって推定される気筒
流入空気重量(QaNN)を代入して得られる式を、4回
以上のサンプリングによって2以上つくり、得られる複
数の式から燃料付着率(a)、燃料蒸発率(b)が算出
できることになる。
From this equation, the fuel injection amount (Gf) and the air-fuel ratio (A / F) detected by the state detector 10 are used to calculate W
Is calculated, and two or more equations are obtained by substituting the cylinder inflow air weight (QaNN) estimated by the inflow air weight estimation unit by four or more samplings, and the fuel adhesion rate (a ), The fuel evaporation rate (b) can be calculated.

【0156】このような燃料付着量(a)と燃料蒸発量
(a)を求める方法を用いた、燃料種別判別部24を有
する空燃比制御装置の構成を図41に示す。かかる燃料
種別判別部24は流入空気重量推定部24a、燃料特性
算出部24b、種別判別部24cよりなり、流入空気重
量推定部24aは図20に示す流入空気重量推定部22
と同じである。燃料特性算出部24bは、上述した算出
式を用いて、状態検出部10により検出される燃料噴射
量(Gf)、空燃比(A/F)、流入空気重量推定部2
4aによって推定される気筒内空気重量(QaNN)より
燃料付着率(a)と燃料蒸発率(b)を算出する。
FIG. 41 shows a configuration of an air-fuel ratio control apparatus having a fuel type discriminating unit 24 using the method for obtaining the fuel adhesion amount (a) and the fuel evaporation amount (a). The fuel type determination unit 24 includes an inflow air weight estimation unit 24a, a fuel characteristic calculation unit 24b, and a type determination unit 24c, and the inflow air weight estimation unit 24a includes the inflow air weight estimation unit 22 shown in FIG.
Is the same as The fuel characteristic calculation unit 24b calculates the fuel injection amount (Gf), the air-fuel ratio (A / F), and the inflow air weight estimation unit 2 detected by the state detection unit 10 using the above-described calculation formula.
The fuel adhesion rate (a) and the fuel evaporation rate (b) are calculated from the in-cylinder air weight (QaNN) estimated by 4a.

【0157】種別判別部24cは図42(I)、(II)
に示すような、燃料付着率(a)と燃料蒸発率(b)と
燃料の種別との関係を示したテーブルを用い、燃料特性
算出部24bによって推定された燃料付着率(a)と燃
料蒸発率(b)とから燃料の種別を判別する。図42
(I)、(II)のテーブルについて説明すると、まず、
冷却水温(Tw)に基づいて、図42(I)に示すテー
ブルによって冷却水温ごとに定められた図42(II)に
示すテーブルの内の1つを選択する。例えば、冷却水温
が5℃ならのテーブルを選択することとなる。それか
ら、選択された図42(II)の中のテーブルから燃料付
着率(a)、燃料蒸発率(b)に基づいて燃料種別を判
別する。
The type discriminating section 24c is shown in FIGS. 42 (I) and (II).
The fuel adhesion rate (a) and the fuel evaporation estimated by the fuel characteristic calculation unit 24b are shown in FIG. 3 using a table showing the relationship between the fuel adhesion rate (a), the fuel evaporation rate (b), and the fuel type. The type of fuel is determined from the rate (b). FIG.
To explain the tables (I) and (II), first,
Based on the cooling water temperature (Tw), one of the tables shown in FIG. 42 (II) determined for each cooling water temperature by the table shown in FIG. 42 (I) is selected. For example, a table in which the cooling water temperature is 5 ° C. is selected. Then, the fuel type is determined from the selected table in FIG. 42 (II) based on the fuel adhesion rate (a) and the fuel evaporation rate (b).

【0158】なお、ここでは燃料付着率(a)と燃料蒸
発率(b)とから燃料の種別を判別するようにしている
が、これは、燃料付着率(a)もしくは燃料蒸発率
(b)のいずれか一方から燃料種別を判別するようにし
てもよい。この場合は燃料特性算出部24bは燃料付着
率(a)もしくは燃料蒸発率(b)のうち必要な方のみ
を算出するようにすれば足りる。なお、上式で得られる
燃料付着率(a)および燃料蒸発率(b)を教師信号と
して学習させてニューラルネットワークで直接前記a、
bを推定して、このa、bから燃料噴射量の補正係数
(Cgf)を算出するようにしてもよい。
Here, the type of fuel is determined from the fuel adhesion rate (a) and the fuel evaporation rate (b). This is because the fuel adhesion rate (a) or the fuel evaporation rate (b) is determined. The fuel type may be determined from any one of the above. In this case, it suffices that the fuel characteristic calculation unit 24b calculates only the necessary one of the fuel adhesion rate (a) and the fuel evaporation rate (b). It should be noted that the fuel adhesion rate (a) and the fuel evaporation rate (b) obtained by the above equation are learned as a teacher signal, and the a,
b may be estimated, and the correction coefficient (Cgf) of the fuel injection amount may be calculated from a and b.

【0159】また、このように燃料種別判別部24にお
いて、燃料種別の判断を確実にするために、燃料特性算
出部24bには算出した燃料付着率(a)および燃料蒸
発率(b)を順次記憶して行く記憶部を設けておき、種
別判別部24cがこの順次記憶された複数の燃料付着率
(a)および燃料蒸発率(b)を用いて燃料の種別を判
別するようにしてもよい。
Further, in order to ensure the determination of the fuel type in the fuel type determining section 24, the calculated fuel adhesion rate (a) and fuel evaporation rate (b) are sequentially sent to the fuel characteristic calculating section 24b. A storage unit that stores the information may be provided, and the type determination unit 24c may determine the type of the fuel using the plurality of sequentially stored fuel adhesion rates (a) and fuel evaporation rates (b). .

【0160】また、かかる燃料種別判別部24を有する
空燃比制御装置においても、図37で示したような判別
許可部111を設けることができる。この場合、空燃比
センサは第1の設定温度以下では働かないので空燃比セ
ンサの入力を必要とする燃料種別判別部23は第1の設
定温度以下では燃料種別の判別を行わない。従って、燃
料補正量算出部33では、専ら前回の運転時に燃料種別
記憶部100に記憶された燃料種別を用いて燃料噴射量
の補正係数(Cgf)を算出することとなる。
Also, in the air-fuel ratio control device having the fuel type discriminating section 24, the discriminating permission section 111 as shown in FIG. 37 can be provided. In this case, since the air-fuel ratio sensor does not operate below the first set temperature, the fuel type discriminating unit 23 which requires the input of the air-fuel ratio sensor does not perform the fuel type judgment below the first set temperature. Therefore, the fuel correction amount calculation unit 33 calculates the correction coefficient (Cgf) of the fuel injection amount exclusively using the fuel type stored in the fuel type storage unit 100 during the previous operation.

【0161】(実施の形態10)実施の形態9では、燃
料種別に応じて特に始動時の燃料噴射量を制御するもの
であったが、ここでは、始動時か否かにかかわらず燃料
種別を空燃比制御に反映させることのできる空燃比制御
装置を示す。図43に本実施の形態に係る空燃比制御装
置の機能ブロック図を示す。この空燃比制御装置は状態
検出部10、空燃比推定部20c、燃料補正量算出部3
0、燃料種別検出部120により構成される。この空燃
比制制御装置が実施の形態1の空燃比制御装置と異なる
のは、燃料種別検出部120が設けられている点、状態
検出部が空燃比も検出している点、空燃比推定部20c
がこの燃料種別検出部120の出力値と空燃比(A/
F)を入力としている点である。
(Embodiment 10) In the ninth embodiment, the fuel injection amount at the time of starting is controlled in particular according to the fuel type. However, here, the fuel type is controlled regardless of whether or not the engine is started. 1 shows an air-fuel ratio control device that can be reflected in air-fuel ratio control. FIG. 43 shows a functional block diagram of the air-fuel ratio control device according to the present embodiment. This air-fuel ratio control device includes a state detection unit 10, an air-fuel ratio estimation unit 20c, and a fuel correction amount calculation unit 3.
0, a fuel type detection unit 120. This air-fuel ratio control device differs from the air-fuel ratio control device of the first embodiment in that a fuel type detection unit 120 is provided, that a state detection unit also detects an air-fuel ratio, that an air-fuel ratio estimation unit is used. 20c
Is the output value of the fuel type detection unit 120 and the air-fuel ratio (A /
F) is input.

【0162】燃料種別検出部120は、エンジンに使用
されている燃料種別を検出する。燃料種別の検出は、上
述した図32に示す空燃比制御装置の燃料種別判別部2
3と同様にニューロを用いて推定したり、直接、ガソリ
ンに超音波をあて伝達速度から密度を計測することによ
り検出する等の方法で行う。また、燃料種別検出部12
0は燃料種別に応じた値(Gs)を出力する。具体的に
は、燃料種別を揮発性の高さに応じて3つのグループに
分け、揮発性の高いグループほど大きな数値(Gs)を
与えて出力する。
The fuel type detector 120 detects the type of fuel used for the engine. The detection of the fuel type is performed by the fuel type determination unit 2 of the air-fuel ratio control device shown in FIG.
As in the case of 3, the estimation is performed by using a neuro, or by directly applying an ultrasonic wave to gasoline and detecting the density by measuring the density from the transmission speed. Further, the fuel type detection unit 12
0 outputs a value (Gs) corresponding to the fuel type. Specifically, the fuel type is divided into three groups according to the degree of volatility, and the higher the volatility group, the larger the value (Gs) is given and output.

【0163】空燃比推定部20cは、状態検出部10が
検出した物理量(Ne、Pb、A/F・・・)と、燃料
種別検出部120が検出した燃料種別に応じた数値を入
力パラメータとして、ニューラルネットワークにより、
空燃比を推定する。図44にこのニューラルネットワー
クの学習過程を示す摸式図を示す。図に示すように、入
力するパラメータとして状態検出部10で検出した物理
量(Ne、Pb、A/F・・・)と、実際に使用した燃
料の種別に応じた値Gsを用い、空燃比センサが検出し
た空燃比(A/F)を教師データとするニューラルネッ
トワークを構成し、推定値と教師データとの偏差を小さ
くするようにバックプロパゲーション法によってニュー
ラルネットワークの構成を変更していく。なお、ここで
は燃料の種別に応じた値として上述のような値を用いた
が、これはT50等を用いてもよい。これにより、燃料
種別を考慮して空燃比を推定するニューラルネットワー
クを得ることが出来る。
The air-fuel ratio estimating unit 20c uses the physical quantities (Ne, Pb, A / F...) Detected by the state detecting unit 10 and the numerical values corresponding to the fuel type detected by the fuel type detecting unit 120 as input parameters. , By neural network,
Estimate the air-fuel ratio. FIG. 44 is a schematic diagram showing a learning process of this neural network. As shown in the figure, the physical quantity (Ne, Pb, A / F...) Detected by the state detection unit 10 and the value Gs according to the type of fuel actually used are used as input parameters, and the air-fuel ratio sensor is used. Configures a neural network using the detected air-fuel ratio (A / F) as teacher data, and changes the configuration of the neural network by a back propagation method so as to reduce the deviation between the estimated value and the teacher data. Here, the above-described values are used as values according to the type of fuel, but T50 or the like may be used. Thus, a neural network for estimating the air-fuel ratio in consideration of the fuel type can be obtained.

【0164】かかる構成の空燃比制御装置の動作を簡単
に説明すると、まず、車が走行中に状態検出部10がエ
ンジン回転数(Ne)、吸入空気圧(Pb)、前回の制
御周期における空燃比(A/F)・・・等の物理量を検
出する。同時に、燃料種別検出部120は、燃料の種別
を検出し、この燃料の種別に応じた値(Gs)を出力す
る。次に空燃比推定部20がこの検出された複数の物理
量(Ne、Pb、A/F・・・)と、燃料種別に応じた
値(Gs)を入力パラメータとしてニューラルネットワ
ークにより空燃比(A/F)を推定し出力する。推定さ
れた空燃比(A/F)を用いて燃料補正量算出部30は
燃料噴射量の補正量(ΔGf)を算出する。算出された
燃料噴射量の補正量(ΔGf)と、前述した基本燃料噴
射量演算部1により算出された(Gfb)とが足し合わ
されることによって実際の燃料噴射量(Gf)が算出さ
れ、インジェクタIへと出力されて、この量の燃料がエ
ンジンEへと噴射される。このような動作により燃料種
別に応じた空燃比制御が可能となる。
The operation of the air-fuel ratio control device having such a configuration will be briefly described. First, while the vehicle is running, the state detection unit 10 detects the engine speed (Ne), the intake air pressure (Pb), and the air-fuel ratio in the previous control cycle. (A / F)... And the like. At the same time, the fuel type detection unit 120 detects the type of fuel and outputs a value (Gs) corresponding to the type of fuel. Next, the air-fuel ratio estimating unit 20 uses a plurality of detected physical quantities (Ne, Pb, A / F,...) And a value (Gs) corresponding to the fuel type as input parameters to input an air-fuel ratio (A / F) is estimated and output. Using the estimated air-fuel ratio (A / F), the fuel correction amount calculation unit 30 calculates a correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount. The actual fuel injection amount (Gf) is calculated by adding the calculated correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount and (Gfb) calculated by the basic fuel injection amount calculation unit 1 described above, and the injector I, and this amount of fuel is injected into the engine E. Such an operation enables air-fuel ratio control according to the fuel type.

【0165】(実施の形態11)空燃比の制御を燃料噴
射量を補正することによって行うと、燃料噴射量を噴き
すぎた場合には失火する。すると空燃比センサの出力は
エンジン内の空燃比が低いにもかかわず高い空燃比を出
力する。これによって、例えばエンジンの始動時におけ
る空燃比センサの出力は失火が生じなければ図45
(a)のように、単調に目標値に近付くが、失火が生じ
ると空燃比センサの出力は図45(b)のように振動成
分が混入する。このような入力パラメータが制御対象に
振動成分を加える要因となる制御系においては、振動の
収束度合を予測して、これに応じて入力パラメータを補
正することによって振動を早く収束させることができる
と考えられる。
(Embodiment 11) If the control of the air-fuel ratio is performed by correcting the fuel injection amount, a misfire will occur if the fuel injection amount is excessively injected. Then, the output of the air-fuel ratio sensor outputs a high air-fuel ratio despite the low air-fuel ratio in the engine. As a result, for example, the output of the air-fuel ratio sensor at the time of starting the engine is determined as shown in FIG.
As shown in FIG. 45A, the output value of the air-fuel ratio sensor is mixed with a vibration component as shown in FIG. In a control system in which such an input parameter causes a vibration component to be added to a control target, it is possible to predict the degree of convergence of the vibration and correct the input parameter accordingly to quickly converge the vibration. Conceivable.

【0166】このように入力パラメータが制御対象に振
動成分を加える要因となる制御系において、この振動成
分を早期に収束させるための振動補正制御装置の一般的
な構成を図46に示す。この振動補正制御装置は制御対
象の収束度合を、制御対象Zに関連するパラメータを入
力としてニューラルネットワークにより推定する収束度
合推定部310と、推定された収束度合を用いて、制御
対象が早く収束するように入力パラメータの補正量を算
出する補正量算出部320とよりなる。
FIG. 46 shows a general configuration of a vibration correction control device for converging the vibration component at an early stage in the control system in which the input parameter causes the vibration component to be added to the control target. The vibration correction controller uses the convergence degree estimator 310 for estimating the degree of convergence of the control target by using a neural network with parameters related to the control target Z as input, and the control target converges quickly using the estimated convergence degree. Thus, the correction amount calculating unit 320 calculates the correction amount of the input parameter.

【0167】具体的な例として、空燃比制御装置を考え
る。図47にその構成を示す。この空燃比制御装置は、
状態検出部10、失火度合推定部25、燃料補正量算出
部34、始動状態判断部130、燃料補正量算出許可部
140によって構成されている。失火度合推定部25、
燃料補正量算出部34がそれぞれ上記、収束度合推定部
310、補正量算出部320に該当する。
As a specific example, consider an air-fuel ratio control device. FIG. 47 shows the configuration. This air-fuel ratio control device
It comprises a state detection unit 10, a misfire degree estimation unit 25, a fuel correction amount calculation unit 34, a start state determination unit 130, and a fuel correction amount calculation permission unit 140. Misfire degree estimating unit 25,
The fuel correction amount calculation unit 34 corresponds to the convergence degree estimation unit 310 and the correction amount calculation unit 320, respectively.

【0168】状態検出部10はニューラルネットワーク
に入力する制御対象に関連するパラメータを検出する部
分であり、ここでは実施の形態1と同様の構成によりエ
ンジンEの状態を表す複数のパラメータを検出する。失
火度合推定部25は、状態検出部10によって検出され
た複数のパラメータを入力としてニューラルネットワー
クを用いて、エンジンEの失火度合を推定する部分であ
る。エンジンEの失火度合とは、ここではエンジンEの
排気弁直後または排気管集合部に設けた空燃比センサ出
力の収束度合をいう。
The state detecting section 10 is a section for detecting parameters related to the control object input to the neural network. Here, a plurality of parameters representing the state of the engine E are detected by the same configuration as in the first embodiment. The misfire degree estimating unit 25 is a part that estimates the misfire degree of the engine E using a neural network with the plurality of parameters detected by the state detecting unit 10 as inputs. Here, the misfire degree of the engine E refers to the convergence degree of the output of the air-fuel ratio sensor provided immediately after the exhaust valve of the engine E or in the exhaust pipe assembly.

【0169】この失火度合(R)は種々の方法で表すこ
とができる。例えば、図45(b)において空燃比セン
サ出力の変化率が負から正に変わる点を境にして所定時
間幅dにおける負の変化率部分の変化量Δmと正の変化
率部分の変化量Δpのそれぞれの絶対値の和をもって失
火度合(R)とすることができる。また、変化率が正の
部分におけるサンプリング時間における接線の傾きを失
火度合(R)とすることも可能である。
This misfire degree (R) can be expressed by various methods. For example, in FIG. 45 (b), a change amount Δm of a negative change rate portion and a change amount Δp of a positive change rate portion in a predetermined time width d at a point where the change rate of the output of the air-fuel ratio sensor changes from negative to positive. Can be determined as the misfire degree (R) by the sum of the absolute values of. It is also possible to use the inclination of the tangent at the sampling time in the portion where the change rate is positive as the misfire degree (R).

【0170】この失火度合(R)を推定するニューラル
ネットワークの学習過程を図48に示す。この図は基本
的に図5に示すA/Fを推定するニューラルネットワー
クの学習過程とほぼ同様である。相違するのは空燃比セ
ンサ出力から失火度合算出部1cによって失火度合
(R)に変換されて出力されたものが教師データとなっ
ている点である。失火度合算出部1cでは空燃比センサ
からの出力が単調に減少している間は失火度合として0
を出力し、空燃比センサからの出力が増加になったとこ
ろで、サンプリング時刻における空燃比センサの出力の
増加率ΔA/Fを算出し、これを失火度合の値として出
力する。ΔA/Fは採取したA/Fを微分することによ
って行う。なお、失火度合として空燃比センサ出力の変
化率が負から正に変わる点を境にして所定時間幅dにお
ける負の変化率部分の変化量Δmと正の変化率部分の変
化量Δpのそれぞれの絶対値の和を用いる場合は、ΔA
/Fの代わりに、ΔmとΔpの和を算出してこれを正の
変化率部分の失火度合として出力することとなる。
FIG. 48 shows the learning process of the neural network for estimating the degree of misfire (R). This diagram is basically similar to the learning process of the neural network for estimating A / F shown in FIG. The difference is that the output obtained by converting the output of the air-fuel ratio sensor into the misfire degree (R) by the misfire degree calculation unit 1c is the teacher data. While the output from the air-fuel ratio sensor is monotonically decreasing, the misfire degree calculation unit 1c sets 0 as the misfire degree.
Is output, and when the output from the air-fuel ratio sensor increases, an increase rate ΔA / F of the output of the air-fuel ratio sensor at the sampling time is calculated, and this is output as the value of the degree of misfire. ΔA / F is obtained by differentiating the collected A / F. In addition, each of the change amount Δm of the negative change rate portion and the change amount Δp of the positive change rate portion in the predetermined time width d from the point where the change rate of the output of the air-fuel ratio sensor changes from negative to positive as the degree of misfire. When using the sum of absolute values, ΔA
Instead of / F, the sum of Δm and Δp is calculated and output as the misfire degree in the positive rate of change portion.

【0171】図48の構成によってニューラルネットワ
ークを学習させる際には、自動車を止めた状態から定常
状態になるまで運転し、始動時の学習用データを採取し
て失火度合算出部1cによって失火度合(R)を算出す
る。これを複数のパラメータをニューラルネットワーク
に入力して、出力として推定された失火度合の推定量
(RNN)と比較してその偏差eを検出し、この偏差eを
小さくするようにバックプロパゲーション法によってニ
ューラルネットワークの構成を変えていくことによって
学習してゆく。
When learning the neural network by the configuration of FIG. 48, the vehicle is driven from a stopped state to a steady state, learning data at the time of starting is collected, and the degree of misfire ( R) is calculated. This is input to the neural network with a plurality of parameters, and is compared with an estimator (RNN) of the degree of misfire estimated as an output to detect a deviation e, and a backpropagation method is used to reduce the deviation e. Learn by changing the configuration of the neural network.

【0172】燃料補正量算出部34は失火度合推定部2
5で推定された失火度合から燃料噴射量の補正量(ΔG
f)を算出する部分であり、サンプリング時刻における
接線の傾きを失火度合(R)としているときは、燃料噴
射量の補正量(ΔGf)を次式より算出する。
The fuel correction amount calculating section 34 includes a misfire degree estimating section 2
The correction amount (ΔG) of the fuel injection amount from the misfire degree estimated in
This is a part for calculating f), and when the inclination of the tangent at the sampling time is the misfire degree (R), the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount is calculated by the following equation.

【0173】[0173]

【数17】 [Equation 17]

【0174】このK5は実験等によって得られる定数で
ある。また、空燃比センサ出力の変化率が負から正に変
わる点を境にして所定時間幅dにおける負の変化率部分
の変化量Δmと正の変化率部分の変化量Δpのそれぞれ
の絶対値の和を失火度合(R)としているときは、燃料
噴射量の補正量(ΔGf)は次式で算出される。
This K5 is a constant obtained by experiments and the like. The absolute value of the change amount Δm of the negative change rate portion and the change amount Δp of the positive change rate portion in the predetermined time width d at the point where the change rate of the output of the air-fuel ratio sensor changes from negative to positive When the sum is the misfire degree (R), the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount is calculated by the following equation.

【0175】[0175]

【数18】 (Equation 18)

【0176】このK6も実験等によって得られる定数で
ある。始動状態判断部130は、状態検出部10によっ
て検出されたパラメータの少なくとも1つから、エンジ
ンEが始動状態であるか否かを判断する部分であり、こ
こではパラータとしてエンジンEの冷却水の水温(T
w)を用いて、この冷却水の水温が所定の値以下、ここ
では50℃以下の場合に失火度合推定部25はエンジン
Eは始動状態にあると判断する。
This K6 is also a constant obtained by experiments and the like. The starting state determining unit 130 is a unit that determines whether the engine E is in a starting state based on at least one of the parameters detected by the state detecting unit 10. Here, the temperature of the cooling water of the engine E is used as a parameter. (T
Using w), when the temperature of the cooling water is equal to or lower than a predetermined value, here, equal to or lower than 50 ° C., the misfire degree estimating unit 25 determines that the engine E is in the starting state.

【0177】燃料補正量算出許可部140は、始動状態
判断部130によりエンジンEが始動状態であると判断
された場合にのみ燃料補正量算出部34に燃料噴射量の
補正量の算出を許可する部分である。以上の構成を有す
る空燃比制御装置の動作について以下に説明する。図4
9にこの空燃比制御装置の1制御周期の動作を表すフロ
ーチャートを示す。まず、自動車が運転されると、状態
検出部10がエンジンEの状態を表す物理量を検出する
(s701)。次に、失火度合推定部25が検出された
複数の物理量をパラメータとしニューラルネットワーク
へ入力して失火度合を推定する(s702)。一方、始
動状態判断部130が状態検出部10から検出されてパ
ラメータの少なくとも1つからエンジンEが始動状態で
あるか否かを判断する。ここでは、パラメータとして冷
却水温(Tw)が50℃以下か否かによってエンジンE
が始動状態であるか否かを検出する(s703)。
The fuel correction amount calculation permission unit 140 permits the fuel correction amount calculation unit 34 to calculate the correction amount of the fuel injection amount only when the starting state determination unit 130 determines that the engine E is in the starting state. Part. The operation of the air-fuel ratio control device having the above configuration will be described below. FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of this air-fuel ratio control device in one control cycle. First, when the automobile is driven, the state detection unit 10 detects a physical quantity representing the state of the engine E (s701). Next, the misfire degree estimating unit 25 estimates the misfire degree by inputting the detected physical quantities into the neural network as parameters (s702). On the other hand, the starting state determining unit 130 determines whether the engine E is in the starting state from at least one of the parameters detected by the state detecting unit 10. Here, the engine E depends on whether the cooling water temperature (Tw) is 50 ° C. or less as a parameter.
It is detected whether or not is in the starting state (s703).

【0178】ここで、冷却水温(Tw)が50℃以下で
あれば始動状態判断部130は燃料補正量算出許可部1
40にその旨の信号を出力し、これを受けた、燃料補正
量算出許可部140は燃料補正量算出部34に演算を許
可する(s704)。演算を許可された燃料補正量算出
部34は失火度合推定部25により推定された失火度合
を用いて燃料噴射量の補正量(ΔGf)を算出する(s
705)。算出された燃料噴射量の補正量(ΔGf)
が、基本燃料噴射量(Gfb)に足し合わされて、実際
の燃料噴射量(Gf)が算出され、この量の燃料がイン
ジェクタIから噴射される。
Here, if the cooling water temperature (Tw) is 50 ° C. or less, the starting state judging section 130 sets the fuel correction amount calculation permission section 1
A signal to that effect is output to 40, and upon receipt of this signal, the fuel correction amount calculation permission unit 140 permits the fuel correction amount calculation unit 34 to perform the calculation (s704). The fuel correction amount calculation unit 34 permitted to perform the calculation calculates the correction amount (ΔGf) of the fuel injection amount using the misfire degree estimated by the misfire degree estimation unit 25 (s).
705). Correction amount of calculated fuel injection amount (ΔGf)
Is added to the basic fuel injection amount (Gfb) to calculate the actual fuel injection amount (Gf), and this amount of fuel is injected from the injector I.

【0179】また、冷却水温(Tw)が50℃を越える
場合は始動状態判断部130はエンジンEは始動時でな
いと判断し、燃料補正量算出許可部140にその旨の信
号を出力する。これを受けた燃料補正量算出許可部14
0は燃料補正量算出部34に燃料補正量の算出を許可せ
ず(s706)、結果として燃料噴射量の補正量(ΔG
f)は算出されない。
If the cooling water temperature (Tw) exceeds 50 ° C., the starting state judging section 130 judges that the engine E is not starting, and outputs a signal to that effect to the fuel correction amount calculation permitting section 140. In response to this, the fuel correction amount calculation permission unit 14
0 does not allow the fuel correction amount calculation unit 34 to calculate the fuel correction amount (s706), and as a result, the correction amount (ΔG
f) is not calculated.

【0180】なお、ここで挙げた空燃比制御装置では始
動状態判断部130および燃料補正量演算部90を設け
始動時のみに限って作動するように構成したが、始動状
態判断部130および燃料補正量演算部90を省く構成
とすることも可能である。その際には失火度合推定部2
5のニューラルネットワークを、学習過程において始動
時のみならず、さまざまな運転パターン下での失火度合
を学習するようにしておけばよい。
Although the air-fuel ratio control device described here is provided with the starting condition judging unit 130 and the fuel correction amount calculating unit 90 and operates only at the time of starting, the starting condition judging unit 130 and the fuel correcting amount It is also possible to adopt a configuration in which the quantity calculation unit 90 is omitted. In that case, misfire degree estimating unit 2
The neural network of No. 5 may learn the misfire degree not only at the time of starting but also under various driving patterns in the learning process.

【0181】[0181]

【発明の効果】以上のことより、本発明は以下のような
効果を奏する。まず、本発明に係る、状態検出手段と、
空燃比検出センサと、燃料補正量算出手段とを有する空
燃比制御装置においては、状態検出手段により検出され
たエンジンの状態を表わす低温時でも検出可能な複数の
物理量が、パラメータとして空燃比推定手段に入力さ
れ、空燃比推定手段はこれらのパラメータにより空燃比
を推定する。そして、燃料補正量算出手段が、この推定
された空燃比から燃料噴射量の補正量を算出する。
As described above, the present invention has the following effects. First, a state detecting means according to the present invention,
In an air-fuel ratio control device having an air-fuel ratio detection sensor and a fuel correction amount calculating means, a plurality of physical quantities which can be detected even at a low temperature and which represent the state of the engine detected by the state detecting means are used as parameters. And the air-fuel ratio estimating means estimates the air-fuel ratio based on these parameters. Then, the fuel correction amount calculating means calculates a correction amount of the fuel injection amount from the estimated air-fuel ratio.

【0182】かかる動作によって、空燃比センサの働か
ないような低温時でも、ニューラルネットワークにより
空燃比が推定でき、これから適切な燃料補正量が算出で
きるので、低温時でもニューラルネットワークによる空
燃比制御を行うことが可能となり、また、空燃比センサ
の劣化を考慮する必要がなくなる。また、さらに燃料噴
射量の時系列データを格納する時系列データ格納手段を
設け、これを前記空燃比推定手段に入力するパラメータ
に加えると、燃料噴射量の時系列データは空燃比の変化
に大きな影響を及ぼすため、空燃比の推定の精度が上が
ることになる。
With this operation, the air-fuel ratio can be estimated by the neural network even at a low temperature at which the air-fuel ratio sensor does not work, and an appropriate fuel correction amount can be calculated from this. Therefore, the air-fuel ratio control by the neural network is performed even at the low temperature. It is not necessary to consider the deterioration of the air-fuel ratio sensor. Further, a time-series data storage unit for storing the time-series data of the fuel injection amount is provided, and when this is added to the parameter input to the air-fuel ratio estimation unit, the time-series data of the fuel injection amount is large in the change of the air-fuel ratio. Because of the influence, the accuracy of the estimation of the air-fuel ratio is improved.

【0183】上記空燃比制御装置に、パラメータ範囲判
定手段と、パラメータ変換手段とを設けると、パラメー
タ範囲判定手段が、前記空燃比推定手段に入力される少
なくとも1つのパラメータの値が、そのパラメータに対
して予め設定された範囲内にあるか否かを判定し、パラ
メータ変換手段が、予め設定された範囲内にないと判定
されたパラメータの値を予め設定された値に置き換え
る。このような動作により、ニューラルネットワークに
入力されるパラメータが予想外の値である場合、パラメ
ータが予め適当に定めた所定の値に変換されてニューラ
ルネットワークに入力されるので、推定される空燃比が
良好の精度に保たれる。
When the parameter range determining means and the parameter converting means are provided in the air-fuel ratio control device, the parameter range determining means determines that the value of at least one parameter inputted to the air-fuel ratio estimating means is a value of the parameter. On the other hand, it is determined whether or not the value is within a preset range, and the parameter conversion unit replaces the value of the parameter determined not to be within the preset range with a preset value. With such an operation, when the parameter input to the neural network is an unexpected value, the parameter is converted to a predetermined value appropriately determined in advance and input to the neural network, so that the estimated air-fuel ratio is reduced. Good accuracy is maintained.

【0184】そして、上記予め設定された値を、前記ニ
ューラルネットワークの学習において入力された、当該
パラメータとなる物理量の値の最大値と最少値とに基づ
いて決定されるようにすると、ニューラルネットワーク
の動作が保証できない、学習範囲外のパラメータを適切
な値に変換でき、やはり、推定される空燃比の精度を一
定に保つことができる。
If the predetermined value is determined based on the maximum value and the minimum value of the physical quantity serving as the parameter, which are input in the learning of the neural network, the neural network Parameters outside the learning range, whose operation cannot be guaranteed, can be converted to appropriate values, and the accuracy of the estimated air-fuel ratio can be kept constant.

【0185】さらに、上記空燃比制御装置に、過渡状態
量検出手段と、燃料補正量調整手段を設けると、過渡状
態検出手段がエンジンの過渡状態量を検出し、燃料補正
量調整手段が検出された過渡状態量に基づいて前記燃料
補正量算出手段で得られた燃料噴射量の補正量を調整す
る。これにより、定常時には燃料噴射量を補正すること
を抑えれば、ニューラルネットワークの入力パラメータ
に空燃比を加えないことによる定常時のバイアスに対処
でき、過渡時には適切な空燃比制御を行うことが可能と
なる。
Further, if the air-fuel ratio control device is provided with a transient state amount detecting means and a fuel correction amount adjusting means, the transient state detecting means detects the transient state amount of the engine, and the fuel correction amount adjusting means is detected. The correction amount of the fuel injection amount obtained by the fuel correction amount calculation means is adjusted based on the transient state amount. As a result, if the correction of the fuel injection amount is suppressed in the steady state, the bias in the steady state caused by not adding the air-fuel ratio to the input parameters of the neural network can be dealt with, and the appropriate air-fuel ratio control can be performed in the transient state Becomes

【0186】また、上記過渡状態検出手段が状態検出手
段で得られる少なくとも1のパラメータの変化量や空燃
比算出手段によって推定される空燃比の変化量に基づい
て過渡状態量を検出するようにすれば、新たなセンサ等
を設けることなく過渡状態量を検出することができる。
さらに、前記過渡検出手段を空燃比センサと、この空燃
比センサの出力値の変化量に基づいて過渡状態量を検出
する過渡状態演算手段とにより構成するようにすれば、
空燃比センサが空燃比を計測し、過渡状態演算手段がこ
の空燃比の変化量を演算するので、空燃比の変化量から
エンジンの過渡状態量を算出することができる。
Also, the transient state detecting means may detect the transient state quantity based on the change amount of at least one parameter obtained by the state detecting means or the change amount of the air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio calculating means. For example, the amount of transient state can be detected without providing a new sensor or the like.
Further, if the transient detecting means is constituted by an air-fuel ratio sensor and a transient state calculating means for detecting a transient state amount based on a change amount of an output value of the air-fuel ratio sensor,
Since the air-fuel ratio sensor measures the air-fuel ratio and the transient state calculating means calculates the change amount of the air-fuel ratio, the transient state amount of the engine can be calculated from the change amount of the air-fuel ratio.

【0187】そして、上記空燃比推定手段に用いられる
ニューラルネットワークを、学習過程において空燃比セ
ンサの出力が超リーン状態であって燃料噴射量との整合
性がない場合に空燃比は超リッチ状態であるする情報を
含む教師データを用いて学習させたものを用いると、失
火等により学習時の空燃比センサの出力が実際の空燃比
と異なっていても実際の空燃比に追従したニューラルネ
ットワークの学習をすることができるので、得られるニ
ューラルネットワークは適正に空燃比を推定することが
できるようになる。
When the output of the air-fuel ratio sensor is in a super-lean state during the learning process and is not consistent with the fuel injection amount, the neural network used in the air-fuel ratio estimating means is set to a super-rich state. When learning using the teacher data containing certain information is used, even if the output of the air-fuel ratio sensor at the time of learning differs from the actual air-fuel ratio due to misfire, etc., learning of the neural network that follows the actual air-fuel ratio Therefore, the obtained neural network can appropriately estimate the air-fuel ratio.

【0188】それから、前記空燃比推定手段に、エンジ
ンに使用されている燃料種別を検出する燃料種別検出手
段を設け、これにより検出された燃料種別の性質に応じ
た数値を空燃比推定手段に入力するパラメータに含むよ
うににすれば、車の使用者が選択する燃料の種別に応じ
た空燃比制御が可能となる。さらに、状態検出手段と、
流入空気重量推定手段と、燃料補正量算出手段とよりな
る本発明に係る空燃比補助制御装置では、燃料噴射量と
空燃比と含むエンジンの状態を表す複数のパラメータが
状態検出手段によって検出され、流入空気重量推定手段
が、検出された複数のパラメータの内少なくとも2以上
を入力としてニューラルネットワークにより気筒流入空
気重量推定し、燃料補正量算出手段が状態検出手段で検
出される燃料噴射慮および空燃比と、流入空気重量推定
手段によって推定された気筒流入空位重量とから、燃料
噴射量の補正量を算出する。
Then, the air-fuel ratio estimating means is provided with fuel type detecting means for detecting the type of fuel used in the engine, and a numerical value corresponding to the property of the detected fuel type is input to the air-fuel ratio estimating means. If the parameters are included in the parameters, the air-fuel ratio can be controlled according to the type of fuel selected by the vehicle user. Further, a state detecting means
In the air-fuel ratio auxiliary control device according to the present invention including the inflow air weight estimating means and the fuel correction amount calculating means, a plurality of parameters representing the state of the engine including the fuel injection amount and the air-fuel ratio are detected by the state detecting means, The inflow air weight estimating means estimates at least two or more of the plurality of detected parameters as inputs and estimates the inflow air weight of the cylinder by a neural network, and the fuel correction amount calculating means detects the fuel injection amount and the air-fuel ratio detected by the state detecting means. The correction amount of the fuel injection amount is calculated from the cylinder inflow dead weight estimated by the inflow air weight estimating means.

【0189】このようにニューラルネットワークによっ
て流入空気重量を推定するような構成とすることによ
り、ニューラルネットワークによって直接燃料噴射量の
補正量を算出する構成と比較して試行錯誤する割合が減
り、学習時に精度が得られない場合であってもどこに問
題があるのかをより容易に判断できるので、開発工程を
少なくすることができて開発コストおよび開発時間の削
減に資することができる。
By adopting a configuration in which the inflow air weight is estimated by the neural network, the rate of trial and error is reduced as compared with a configuration in which the correction amount of the fuel injection amount is directly calculated by the neural network. Even if the accuracy is not obtained, it is possible to more easily determine where the problem is, so that the number of development steps can be reduced, which contributes to reduction of development cost and development time.

【0190】また、状態検出手段と、変化量推定手段
と、燃料補正量算出手段と、よりなる本発明に係る空燃
制御装置においては、状態検出手段において検出された
低温時でも検出可能な複数のパラメータが、変化量算出
手段のニューラルネットワークに入力されて、このニュ
ーラルネットワークを用いて空燃比に関するパラメータ
が推定され、燃料補正量算出手段により推定された空燃
比に関するパラメータの変化量から燃料噴射量の補正量
が算出される。
Further, in the air-fuel control device according to the present invention comprising the state detecting means, the change amount estimating means, and the fuel correction amount calculating means, a plurality of detecting means which can detect even at a low temperature detected by the state detecting means. Are input to the neural network of the change amount calculating means, a parameter related to the air-fuel ratio is estimated using the neural network, and the fuel injection amount is calculated from the change amount of the parameter related to the air-fuel ratio estimated by the fuel correction amount calculating means. Is calculated.

【0191】このように空燃比に関するパラメータの変
化量をニューラルネットワークを用いて推定し、この推
定された変化量から燃料噴射量の補正量を算出するよう
にしているため、即ち、変化量は定常時のバイアスがあ
っても影響されないので、燃料噴射量の補正量から定常
時のバイアスの影響を排除することができ、しかも、低
温時でも検出可能なパラメータのみをニューラルネット
ワークの入力項としているため、エンジンの低温時、特
に始動時においても空燃比の制御が適切に行われること
となるので、エンジンの低温時における排気ガス中の有
害ガスを削減することが可能となる。
As described above, the amount of change in the parameter related to the air-fuel ratio is estimated using the neural network, and the correction amount of the fuel injection amount is calculated from the estimated amount of change, that is, the amount of change is constant. Since there is no influence even if there is a constant bias, the influence of the bias at the steady state can be excluded from the correction amount of the fuel injection amount, and only the parameters that can be detected even at low temperatures are used as the input terms of the neural network. In addition, since the air-fuel ratio is appropriately controlled even when the engine is at low temperature, particularly at the time of starting, it is possible to reduce the harmful gas in the exhaust gas when the engine is at low temperature.

【0192】そして、上記変化量推定手段が、まず空燃
比に関するパラメータの状態量をニューラルネットワー
クを用いて推定し、この推定した状態量から変化量を算
出するようにすれば、推定された空燃比に関するパラメ
ータの状態量を他の制御装置の入力パラメータとして利
用することが可能となる。さらに、上記空燃比に関する
パラメータを空燃比そのものとすることにより、燃料噴
射量の補正量を最も精度よく算出することができる。
If the change amount estimating means first estimates the state amount of the parameter related to the air-fuel ratio using a neural network and calculates the change amount from the estimated state amount, the estimated air-fuel ratio It is possible to use the state quantity of the parameter related to as an input parameter of another control device. Further, by setting the parameter relating to the air-fuel ratio to the air-fuel ratio itself, the correction amount of the fuel injection amount can be calculated with the highest accuracy.

【0193】それから、上記変化量推定手段で用いられ
るニューラルネットワークが、学習過程において空燃比
センサの出力が超リーンであって燃料噴射量との整合性
がない場合に、空燃比は超リッチ状態であるとする情報
を含む教師データを用いて学習したもの用いることとす
ると、やはり、失火等により学習時の空燃比センサの出
力が実際の空燃比と異なっていても実際の空燃比に追従
したニューラルネットワークの学習をすることができる
ので、適正に空燃比に関するパラメータの変化量を推定
することができる。
Then, when the output of the air-fuel ratio sensor is super-lean in the learning process and is not consistent with the fuel injection amount, the neural network used in the above-mentioned change amount estimating means is in the super-rich state. Assuming that what is learned using the teacher data including the information that exists is used, even if the output of the air-fuel ratio sensor at the time of learning is different from the actual air-fuel ratio due to misfiring, etc. Since the network can be learned, it is possible to appropriately estimate the amount of change in the parameter related to the air-fuel ratio.

【0194】さらに、状態検出手段と、空燃比推定手段
と、空燃比センサと、センサ特性判定手段とを有する本
発明に係る異常・劣化検出手段では、状態検出手段がエ
ンジンの状態を表わす低温時でも検出可能な複数の物理
量を検出し、空燃比推定手段が、検出された複数の物理
量をパラメータとして入力し空燃比を推定する。一方、
空燃比センサが実際の空燃比を検出する。そして、セン
サ特性判定手段が、空燃比センサ推定手段により推定さ
れた空燃比と、空燃比センサが検出した空燃比とを比較
して、空燃比センサの動特性変化を検出する。
Further, in the abnormality / deterioration detecting means according to the present invention having the state detecting means, the air-fuel ratio estimating means, the air-fuel ratio sensor, and the sensor characteristic judging means, the state detecting means has a low temperature indicating the state of the engine. However, the plurality of detectable physical quantities are detected, and the air-fuel ratio estimating means estimates the air-fuel ratio by inputting the detected plurality of physical quantities as parameters. on the other hand,
An air-fuel ratio sensor detects the actual air-fuel ratio. Then, the sensor characteristic determining unit compares the air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio sensor estimating unit with the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor, and detects a change in dynamic characteristics of the air-fuel ratio sensor.

【0195】このような動作により、空燃比センサの動
特性変化を検出でき、この動特性変化から例えば、空燃
比センサを用いてフィードバック制御を行っているシス
テムのフィードバックゲインを適切に調整することがで
きる。上記センサ特性判定手段を、前記空燃比推定手段
により推定された空燃比の時間変化および前記空燃比セ
ンサにより検出された空燃比の時間変化を微分演算する
ことにより それぞれの極値を求め、このそれぞれの極
値の時刻及び値を比較することにより、前記空燃比セン
サの動特性変化として空燃比センサの位相遅れおよびゲ
イン変化を求めるようにすれば、これをそのまま用い
て、フィードバックゲインの調整を行うことができる。
By such an operation, a change in the dynamic characteristic of the air-fuel ratio sensor can be detected. From this change in the dynamic characteristic, for example, it is possible to appropriately adjust the feedback gain of a system that performs feedback control using the air-fuel ratio sensor. it can. The above-mentioned sensor characteristic determining means obtains respective extreme values by differentiating the time change of the air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimating means and the time change of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor. By comparing the time and the value of the extreme value of the above, the phase lag and the gain change of the air-fuel ratio sensor are obtained as the dynamic characteristic change of the air-fuel ratio sensor, and the feedback gain is adjusted using the changes as they are. be able to.

【0196】また、前記センサ特性判定手段を、前記状
態検出手段より検出された少なくとも1つ物理量、前記
空燃比推定手段により推定された空燃比、前記空燃比セ
ンサにより検出された空燃比をパラメータとして入力
し、ニューラルネットワークを用いて前記空燃比センサ
の動特性変化を推定するようにすれば、上記の位相遅れ
やゲイン変化の他に必要に応じて種々の動特性の変化を
推定することができ、これを用いてシステムの調整を広
範に行うことができる。
Further, the sensor characteristic determining means may use at least one physical quantity detected by the state detecting means, an air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimating means, and an air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor as parameters. By inputting and estimating the dynamic characteristic change of the air-fuel ratio sensor using a neural network, it is possible to estimate various dynamic characteristic changes as necessary in addition to the above-described phase delay and gain change. This can be used to make a wide range of system adjustments.

【0197】さらに、前記空燃比推定手段に、排気管内
における触媒より前の空燃比を推定させ、前記空燃比セ
ンサに、排気管内における触媒より後の空燃比を検出さ
せて、前記センサ特性判定手段を、前記空燃比推定手段
により推定された空燃比と、前記空燃比センサにより検
出された空燃比を比較することにより触媒の劣化を検出
する触媒劣化検出手段に置換すれば、触媒の劣化を検出
でき、例えば車の使用者に触媒の交換を促すことができ
る。
Further, the air-fuel ratio estimating means estimates the air-fuel ratio before the catalyst in the exhaust pipe, and the air-fuel ratio sensor detects the air-fuel ratio after the catalyst in the exhaust pipe. Is replaced by catalyst deterioration detecting means for detecting catalyst deterioration by comparing the air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimating means with the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor. For example, the user of the car can be prompted to change the catalyst.

【0198】また、状態検出手段と、空燃比センサと、
運転状態判定手段と、応答時間検出手段と、空燃比推定
手段と、燃料補正量算出手段とを有する空燃比制御装置
では、状態検出手段がエンジンの状態を表す低温時でも
検出可能な複数の物理量を検出し、空燃比センサが空燃
比を検出する。そして、運転状態判定手段がエンジンの
状態を表わす物理量を検出し、この物理量に基づいて、
エンジンが所定の運転状態にあるかどうかを判定し、応
答時間検出手段がエンジンが所定の運転状態であると判
定された場合に、前記状態検出手段により検出された少
なくとも1つの物理量を変更し、その物理量の変更時刻
から前記空燃比センサが検出する空燃比が変動するまで
の応答時間を計測して記憶する。さらに、空燃比推定手
段が検出された複数の物理量と、記憶された応答時間を
パラメータとして入力し、ニューラルネットワークを用
いて空燃比を推定し、燃料補正量算出手段が推定された
空燃比から燃料噴射量の補正量を算出する。
Further, the state detecting means, the air-fuel ratio sensor,
In the air-fuel ratio control device including the operating state determining unit, the response time detecting unit, the air-fuel ratio estimating unit, and the fuel correction amount calculating unit, the state detecting unit can detect a plurality of physical quantities that can be detected even at a low temperature indicating the state of the engine. And the air-fuel ratio sensor detects the air-fuel ratio. Then, the operating state determination means detects a physical quantity representing the state of the engine, and based on this physical quantity,
Determining whether the engine is in a predetermined operating state, and when the response time detecting means determines that the engine is in the predetermined operating state, changing at least one physical quantity detected by the state detecting means; The response time from when the physical quantity is changed to when the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor changes is measured and stored. Further, the plurality of physical quantities detected by the air-fuel ratio estimating means and the stored response time are input as parameters, the air-fuel ratio is estimated using a neural network, and the fuel correction amount calculating means calculates the fuel based on the estimated air-fuel ratio. The correction amount of the injection amount is calculated.

【0199】このような動作によって、エンジンが所定
の運転状態となるたびに、空燃比センサの応答時間が検
出され、この応答時間を加味してニューラルネットワー
クにより空燃比が推定される。従って、空燃比センサが
劣化して応答時間が遅延するようになっても、適切な空
燃比が出力され、この空燃比に基づいて正しい燃料補正
量を算出することができる。
With such an operation, the response time of the air-fuel ratio sensor is detected each time the engine enters a predetermined operating state, and the air-fuel ratio is estimated by a neural network taking this response time into account. Accordingly, even if the response time is delayed due to deterioration of the air-fuel ratio sensor, an appropriate air-fuel ratio is output, and a correct fuel correction amount can be calculated based on the air-fuel ratio.

【0200】そして、上記空燃比推定手段に用いられる
ニューラルネットワークを、劣化しているセンサを用い
て得られた学習データに対して、劣化の無い空燃比セン
サの出力値を教師信号としてニューロ学習を行ったもの
を用いると、空燃比センサの劣化による応答時間の遅れ
を調整して空燃比が推定され、適切な空燃比制御を行う
ことができる。
The neural network used for the air-fuel ratio estimating means is subjected to neuro-learning with respect to the learning data obtained using the deteriorated sensor using the output value of the air-fuel ratio sensor without deterioration as a teacher signal. By using the result, the air-fuel ratio is estimated by adjusting the delay of the response time due to the deterioration of the air-fuel ratio sensor, and appropriate air-fuel ratio control can be performed.

【0201】それから、状態検出手段と、燃料種別判定
手段と、運転状態判定手段と、燃料補正量算出手段とを
有する本発明に係る空燃比制御装置では、状態検出手段
が、エンジンの状態を表す複数の物理量を検出し、燃料
種別判定手段が検出された複数の物理量をパラメータと
して入力し、ニューラルネットワークを用いて燃料の種
別を判定する。そして、運転状態判定手段がエンジンの
状態を表わす物理量を検出し、この物理量に基づいてエ
ンジンが所定の状態にあるかどうかを判定し、燃料補正
量算出手段がエンジンが所定の状態にある場合に、前記
燃料種別判別手段により判別された燃料種別に基づき燃
料噴射量の補正量を算出する。
Then, in the air-fuel ratio control device according to the present invention having the state detecting means, the fuel type determining means, the operating state determining means, and the fuel correction amount calculating means, the state detecting means indicates the state of the engine. A plurality of physical quantities are detected, and the fuel type determining means inputs the detected plurality of physical quantities as parameters, and determines the type of fuel using a neural network. Then, the operating state determination means detects a physical quantity representing the state of the engine, determines whether or not the engine is in a predetermined state based on the physical quantity, and determines whether the fuel correction amount calculation means has the engine in the predetermined state. The correction amount of the fuel injection amount is calculated based on the fuel type determined by the fuel type determination unit.

【0202】このような動作により、ニューラルネット
ワークによりエンジンに使用されている燃料の種別が判
別され、この燃料種別に応じてエンジンか所定の状態に
ある場合の燃料噴射量の補正量が算出される。従って、
車の使用者が選択する燃料の性質に応じた適切な空燃比
制御を行うことができる。そして、上記状態検出手段
が、エンジンの状態を表わす物理量として、点火プラグ
への通電からエンジン内の混合気が完全爆発するまでの
クランク数を検出し、上記運転状態判定手段が、エンジ
ンの状態を表わす物理量として、点火プラグへの通電を
検出し、この物理量に基づいてエンジンが始動状態にあ
るか否かを判定するようにすれば、燃料の種別と相関関
係の強い点火プラグの通電からエンジン内の混合気が完
全爆発するまでのクランク数をニューラルネットワーク
のネットワークのパラメータとすることでより推定精度
をあげることができ、燃料種別ごとに燃量噴射量の調整
が特に必要な始動時に、適切な燃料噴射量の調整を行う
ことができる。
By such an operation, the type of fuel used for the engine is determined by the neural network, and the correction amount of the fuel injection amount when the engine is in a predetermined state is calculated according to the fuel type. . Therefore,
Appropriate air-fuel ratio control can be performed according to the nature of the fuel selected by the vehicle user. Then, the state detecting means detects the number of cranks from energization of the spark plug to a complete explosion of the air-fuel mixture in the engine as a physical quantity representing the state of the engine. If the energization of the spark plug is detected as a physical quantity to be expressed, and whether or not the engine is in a starting state is determined based on this physical quantity, the energization of the ignition plug, which has a strong correlation with the type of fuel, can be performed within the engine. Estimation accuracy can be improved by using the number of cranks until the air-fuel mixture completely explodes as a parameter of the neural network. The fuel injection amount can be adjusted.

【0203】さらに、前記状態検出手段が、エンジンの
状態を表わす前記物理量として、エンジンのバッテリー
電圧を検出するようにすれば、上記のクランク数に影響
を与えるバッテリー電圧も加味してニューラルネットワ
ークが燃料種別を検出するので、より正確な燃料種別の
推定を行うことができる。それから、前記運転状態判定
手段が、エンジン温度検出部により、エンジンの状態を
表わす前記物理量としてエンジンの温度を検出し、エン
ジン温度判定部により、エンジンの温度が第1の設定温
度以下にある状態であるか否かを判定するようにし、前
記燃料補正量算出手段が、前記エンジン温度検出部によ
り検出されたエンジンの温度も加味して燃料噴射量の補
正量を算出するようにすれば、第1の設定温度を適切に
設定することにより、空燃比センサが働かずフィードバ
ック制御をすることができない温度域において、燃料種
別とエンジン温度から適切な空燃比制御ができることに
なるので、低温時の排気ガス中の有害ガスを削減するこ
とができる。
Further, if the state detecting means detects the battery voltage of the engine as the physical quantity representing the state of the engine, the neural network can control the fuel voltage in consideration of the battery voltage affecting the number of cranks. Since the type is detected, more accurate estimation of the fuel type can be performed. Then, the operating state determining means detects the engine temperature as the physical quantity representing the state of the engine by the engine temperature detecting unit, and the engine temperature determining unit determines that the engine temperature is equal to or lower than the first set temperature. If the fuel correction amount calculating means calculates the correction amount of the fuel injection amount in consideration of the temperature of the engine detected by the engine temperature detecting section, the first By appropriately setting the set temperature, in the temperature range where the air-fuel ratio sensor does not work and feedback control cannot be performed, appropriate air-fuel ratio control can be performed based on the fuel type and engine temperature. The harmful gas in can be reduced.

【0204】また、エンジンの温度が定められた第2の
設定温度以下の時のみ前記燃料種別判別手段による判別
を許可する判別許可部を設けると、判定許可部はエンジ
ン温度が定められた第2設定温度以下の場合のみ上記燃
料種別判別手段による判別を許可するので、第2設定温
度を適切に定めれば、燃料種別による燃料の性状の差異
が顕著な温度域でのみニューラルネットワークによる燃
料種別判別が行われることになり、判定精度を向上させ
ることができるとともに、温度領域が限定されるために
ニューラルネットワークの学習過程における学習データ
量を少なくすることができ、開発時間を短縮することが
可能となる。
Further, if a determination permission section is provided which permits the determination by the fuel type determination means only when the temperature of the engine is equal to or lower than the predetermined second set temperature, the determination permission section allows the determination permission section to determine whether the engine temperature is higher than the second predetermined temperature. Since the determination by the fuel type determination means is permitted only when the temperature is equal to or lower than the set temperature, if the second set temperature is appropriately determined, the fuel type determination by the neural network is performed only in a temperature range in which the difference in fuel properties depending on the fuel type is remarkable. Is performed, the determination accuracy can be improved, and since the temperature region is limited, the amount of learning data in the learning process of the neural network can be reduced, and the development time can be reduced. Become.

【0205】そして、上記空燃比制御装置において、さ
らに、前記燃料種別判定手段により判定される燃料種別
を更新される度に記憶する燃料種別記憶手段を設け、前
記燃料補正量算出手段はエンジンの始動時点において前
記燃料種別記憶手段に記憶された燃料種別に基づいて、
燃料噴射量の補正量を算出するようにすると、エンジン
を停止状態から始動させる一番最初の燃料噴射量も、燃
料の種別に応じて調整でき、始動時の空燃比を適切に制
御することができる。
The air-fuel ratio control device further includes a fuel type storage means for storing the fuel type determined by the fuel type determination means each time the fuel type is updated, and the fuel correction amount calculation means includes a function for starting the engine. At the time, based on the fuel type stored in the fuel type storage means,
By calculating the correction amount of the fuel injection amount, the first fuel injection amount for starting the engine from the stopped state can also be adjusted according to the type of fuel, and the air-fuel ratio at the time of starting can be appropriately controlled. it can.

【0206】それから、前記状態検出手段に、少なくと
も燃料噴射量と空燃比を物理量として検出させるように
し、前記燃料種別判定手段を、流入空気重量推定部と、
燃料特性算出部と、種別判別部とにより構成するように
すれば、流入空気重量推定部が状態検出手段によって検
出された複数の物理量をパラメータとして入力し、気筒
流入空気重量をニューラルネットワークにより推定し、
燃料特性算出部が状態検出手段により検出された燃料噴
射量および空燃比と、流入空気重量推定部により推定さ
れた気筒流入空気重量とより燃料の蒸発率または燃料の
付着率もしくはこの両方を算出し、種別判別部が燃料算
出部により算出された燃料の蒸発率または燃料の付着率
もしくはこの両方から燃料の種別を判別する。
Then, the state detecting means is made to detect at least the fuel injection amount and the air-fuel ratio as physical quantities.
If constituted by the fuel characteristic calculation section and the type determination section, the inflow air weight estimation section inputs a plurality of physical quantities detected by the state detection means as parameters, and estimates the cylinder inflow air weight by a neural network. ,
The fuel characteristic calculation unit calculates the fuel evaporation rate and / or the fuel adhesion rate based on the fuel injection amount and the air-fuel ratio detected by the state detection unit and the cylinder inflow air weight estimated by the inflow air weight estimation unit. The type determination unit determines the type of the fuel from the evaporation rate of the fuel and / or the adhesion rate of the fuel calculated by the fuel calculation unit.

【0207】このように、ニューラルネットワークで流
入空気重量を推定するようにすると、やはり学習時に精
度が得られない場合であってもどこに問題があるのかを
より容易に判断できるので、開発工程を少なくすること
ができて開発コストおよび開発時間の削減に資すること
ができる。また、前記燃料特性算出部が燃料の蒸発率お
よび燃料の付着率の両方を算出するようにし、さらに、
算出値記憶部を設け、前記種別判別部が算出値記憶部で
記憶された複数の燃料の蒸発率および燃料の付着率から
燃料の種別を判別するようにすれば、複数の算出結果に
基づいて燃料種別が判別されるので誤判断をする確率を
減らすことができ、より正確な空燃比制御が可能とな
る。
As described above, when the inflow air weight is estimated by the neural network, it is possible to more easily determine where the problem exists even if the accuracy cannot be obtained at the time of learning, so that the number of development steps is reduced. Can reduce development costs and development time. Further, the fuel characteristic calculation unit calculates both the evaporation rate of the fuel and the adhesion rate of the fuel, and further,
If a calculation value storage unit is provided, and the type determination unit determines the type of fuel from the evaporation rate and the fuel adhesion rate of the plurality of fuels stored in the calculation value storage unit, based on the plurality of calculation results, Since the fuel type is determined, the probability of making an erroneous determination can be reduced, and more accurate air-fuel ratio control can be performed.

【0208】そして、この空燃比制御装置において、前
記燃料種別判定手段を空燃比推定部と、空燃比センサ
と、燃料種別推定部とにより構成すると、空燃比推定部
が基準となる種別の燃料を用いてエンジンを作動させた
場合の前記状態検出部により検出された物理量をパラメ
ータとして入力して学習したニューラルネットワークを
用いて、前記状態検出部により検出された物理量をパラ
メータとして入力し空燃比を推定し、一方、空燃比セン
サが空燃比を検出する。そして、燃料種別推定部が前記
空燃比推定部により推定された空燃比と、前記空燃比セ
ンサにより検出された空燃比を用いて燃料種別を推定す
る。かかる動作によっても燃料種別を推定することが可
能である。
In this air-fuel ratio control device, when the fuel type determining means is composed of an air-fuel ratio estimating unit, an air-fuel ratio sensor, and a fuel type estimating unit, the air-fuel ratio estimating unit determines the reference type of fuel. Using a neural network learned by inputting the physical quantity detected by the state detection unit as a parameter when the engine is operated by using the parameter and inputting the physical quantity detected by the state detection unit as a parameter, and estimating the air-fuel ratio On the other hand, the air-fuel ratio sensor detects the air-fuel ratio. Then, the fuel type estimating unit estimates the fuel type using the air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimating unit and the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor. The fuel type can also be estimated by such an operation.

【0209】それから、本願発明に係る収束度合推定手
段と、振動補正手段とを有する振動補正制御装置におい
ては、収束度合推定部が制御対象に関連するパラメータ
を入力としてニューラルネットワークにより推定し、補
正量算出手段が推定された収束度合を用いて、制御対象
が早く収束するように入力パラメータの補正量を算出す
る。
Then, in the vibration correction control device having the convergence degree estimating means and the vibration correcting means according to the present invention, the convergence degree estimating unit estimates the parameters related to the control target by using a neural network and obtains the correction amount. The calculating means calculates the correction amount of the input parameter using the estimated degree of convergence so that the control target converges quickly.

【0210】このような動作により入力パラメータが制
御対象に振動成分を加える要因となる制御系において、
振動成分が生じた時にこれを迅速に収束させることがで
きる。また、状態検出手段と、失火度合推定手段と、燃
料補正量算出手段とよりなる本発明に係る空燃比補助制
御装置では、状態検出手段がエンジンの状態を表す複数
のパラメータを検出し、失火度合推定手段が状態検出手
段で検出された複数のパラメータを入力としてニューラ
ルネットワークを用いてエンジンの失火度合を推定し、
補正量算出手段が失火度合推定手段で得られた失火度合
から燃料噴射量の補正量を算出する。
In a control system in which an input parameter causes a vibration component to be added to a control target by such an operation,
When a vibration component occurs, it can be quickly converged. Further, in the air-fuel ratio auxiliary control device according to the present invention including the state detecting means, the misfire degree estimating means, and the fuel correction amount calculating means, the state detecting means detects a plurality of parameters representing the state of the engine and detects the misfire degree. The estimating means estimates the degree of engine misfire using a neural network with the plurality of parameters detected by the state detecting means as input,
The correction amount calculating means calculates a correction amount of the fuel injection amount from the misfire degree obtained by the misfire degree estimating means.

【0211】このように燃料噴射量を推定された失火度
合に応じて修正することにより、エンジンの失火を防
ぎ、且つ失火による有害な排出ガスを低減することがで
きる。また、エンジンのノックを防ぐこともできるので
自動車の乗り心地を良くするという効果も奏する。この
ような構成に、さらに、始動状態判断手段と、燃料補正
量算出許可手段とを設けると、始動状態判断手段が状態
検出手段により検出された複数のパラメータの少なくと
も一つから、エンジンが始動状態であるか否かを判断
し、燃料補正量算出許可手段が、始動状態判断手段によ
りエンジンが始動状態であると判断された場合にのみ燃
料補正量算出手段に燃料噴射量の補正量の算出を許可す
る。
By correcting the fuel injection amount in accordance with the estimated misfire degree, it is possible to prevent engine misfire and reduce harmful exhaust gas due to misfire. Further, since knocking of the engine can be prevented, the effect of improving the riding comfort of the car is also achieved. In such a configuration, when the starting state determining means and the fuel correction amount calculation permitting means are further provided, the starting state determining means determines the starting state of the engine from at least one of the plurality of parameters detected by the state detecting means. Is determined, and the fuel correction amount calculation permitting means causes the fuel correction amount calculation means to calculate the correction amount of the fuel injection amount only when the starting state determination means determines that the engine is in the starting state. To give permission.

【0212】つまり、特に失火が生じ易く、また、失火
が不安定な始動時に限定して失火を防ぎ、失火のあまり
問題とならない運転状態では失火の制御を行わせる必要
がないので、ニューラルネットワークにおける失火度合
の学習が始動時のみ行えば足りることとなり、開発工程
を削減することが可能となる。そして、失火度合推定手
段で用いられるニューラルネットワークが、学習過程に
おいてエンジンが始動状態から定常状態になるまでの間
に、空燃比センサ出力の変化率が負の時は失火度合を0
とする情報を含む教師データを用いて学習させると、失
火の生じていない状態を適切に推定するニューラルネッ
トワークを得ることができる。
That is, it is particularly easy to cause a misfire, and it is not necessary to control the misfire in an operating state where the misfire is not so much a problem. It is sufficient if the learning of the misfire degree is performed only at the time of starting, and the development process can be reduced. Then, the neural network used in the misfire degree estimating means sets the misfire degree to 0 when the rate of change of the air-fuel ratio sensor output is negative during the learning process until the engine changes from the starting state to the steady state.
When learning is performed using teacher data including the following information, it is possible to obtain a neural network that appropriately estimates a state in which no misfire has occurred.

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

【図1】実施の形態に係る制御装置全体の構成を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an entire control device according to an embodiment.

【図2】エンジンコントロールユニットのハードウエア
構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of an engine control unit.

【図3】エンジンコントロールユニットの構成を示す機
能ブロック図である。
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration of an engine control unit.

【図4】実施の形態1に係る空燃比制御装置の機能ブロ
ック図である。
FIG. 4 is a functional block diagram of the air-fuel ratio control device according to the first embodiment.

【図5】空燃比推定部のニューラルネットワークの学習
過程を示す摸式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a learning process of a neural network of an air-fuel ratio estimating unit.

【図6】(a)は過渡時におけるフィードバック制御に
よる空燃比制御の結果を示す図であり、(b)は過渡時
における実施の形態1に係る空燃比制御装置による空燃
比制御の結果を示す図である。
FIG. 6A is a diagram illustrating a result of air-fuel ratio control by feedback control during a transition, and FIG. 6B is a diagram illustrating a result of air-fuel ratio control by the air-fuel ratio control device according to the first embodiment during a transition; FIG.

【図7】失火を考慮した空燃比推定部のニューラルネッ
トワークの学習過程を示す摸式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a learning process of a neural network of an air-fuel ratio estimating unit in consideration of a misfire.

【図8】失火時における空燃比の変化の一例を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a change in an air-fuel ratio at the time of a misfire.

【図9】は失火時における空燃比の変化の他の例を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing another example of a change in the air-fuel ratio at the time of misfire.

【図10】実施の形態2に係る空燃比制御装置を示す機
能ブロック図である。
FIG. 10 is a functional block diagram illustrating an air-fuel ratio control device according to a second embodiment.

【図11】実施の形態2に係る空燃比制御装置の動作を
示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing an operation of the air-fuel ratio control device according to the second embodiment.

【図12】(a)は学習範囲外の入力データに基づいて
推定した空燃比と、実際の空燃比を比較する図であり、
(b)は学習範囲外の入力データを変換してから推定し
た空燃比と、実際の空燃比を比較する図である。
12A is a diagram comparing an air-fuel ratio estimated based on input data outside a learning range with an actual air-fuel ratio, FIG.
(B) is a diagram comparing the air-fuel ratio estimated after converting the input data outside the learning range with the actual air-fuel ratio.

【図13】(a)は空燃比センサ入力のあるニューラル
ネットワークで空燃比を推定した場合の推定空燃比と教
師データを比較した図であり、(b)は空燃比センサ入
力のないニューラルネットワークで空燃比を推定した場
合の推定空燃比と教師データを比較した図である。
13A is a diagram comparing the estimated air-fuel ratio when estimating the air-fuel ratio with a neural network having an air-fuel ratio sensor input and teacher data, and FIG. 13B is a diagram illustrating a neural network without an air-fuel ratio sensor input; It is the figure which compared the estimated air-fuel ratio in the case of estimating an air-fuel ratio, and teacher data.

【図14】(a)は空燃比センサ入力のあるニューラル
ネットワークの構成を示す図であり、(b)は空燃比セ
ンサ入力のないニューラルネットワークの構成を示す図
である。
14A is a diagram illustrating a configuration of a neural network having an air-fuel ratio sensor input, and FIG. 14B is a diagram illustrating a configuration of a neural network having no air-fuel ratio sensor input.

【図15】実施の形態3に係る空燃比制御装置を示す機
能ブロック図である。
FIG. 15 is a functional block diagram showing an air-fuel ratio control device according to a third embodiment.

【図16】は施の形態3に係る空燃比制御装置の他の例
を示す機能ブロック図である。
FIG. 16 is a functional block diagram showing another example of the air-fuel ratio control device according to the third embodiment.

【図17】実施の形態3に係る空燃比制御装置の他の例
を示す機能ブロック図である。
FIG. 17 is a functional block diagram showing another example of the air-fuel ratio control device according to the third embodiment.

【図18】実施の形態4に係る空燃比制御装置を示す機
能ブロック図である。
FIG. 18 is a functional block diagram illustrating an air-fuel ratio control device according to a fourth embodiment.

【図19】変化量推定部のニューラルネットワークの学
習過程を示す摸式図である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing a learning process of a neural network of a change amount estimating unit.

【図20】実施の形態5に係る空燃比制御装置を示す機
能ブロック図である。
FIG. 20 is a functional block diagram illustrating an air-fuel ratio control device according to a fifth embodiment.

【図21】流入空気重量推定部のニューラルネットワー
クの学習過程を示す摸式図である。
FIG. 21 is a schematic diagram showing a learning process of a neural network of an inflow air weight estimation unit.

【図22】は実施の形態6に係る異常・劣化検出装置を
含む空燃比制御装置を示す機能ブロック図である。
FIG. 22 is a functional block diagram showing an air-fuel ratio control device including an abnormality / deterioration detection device according to Embodiment 6.

【図23】(a)はセンサ特性判定部の構成を示す図で
あり、(b)は推定空燃比と検出された空燃比の特性の
相違している状態を示す図である。
FIG. 23A is a diagram illustrating a configuration of a sensor characteristic determination unit, and FIG. 23B is a diagram illustrating a state where characteristics of an estimated air-fuel ratio and a detected air-fuel ratio are different.

【図24】(a)は空燃比センサの動特性が変化した状
態でフィードバック制御による空燃比制御をした結果を
示す図であり、(b)は空燃比センサの動特性の変化に
応じてフィードバックゲインを変化させてフィードバッ
ク制御による空燃比制御をした結果を示す図である。
24A is a diagram showing a result of performing air-fuel ratio control by feedback control in a state where the dynamic characteristic of the air-fuel ratio sensor changes, and FIG. 24B is a diagram showing feedback according to a change in the dynamic characteristic of the air-fuel ratio sensor. FIG. 9 is a diagram illustrating a result of performing air-fuel ratio control by feedback control while changing a gain.

【図25】実施の形態6に係る異常・劣化検出装置を含
む空燃比制御装置の他の例を示す機能ブロック図であ
る。
FIG. 25 is a functional block diagram showing another example of the air-fuel ratio control device including the abnormality / deterioration detection device according to the sixth embodiment.

【図26】実施の形態7に係る異常・劣化検出装置を含
む空燃比制御装置を示す機能ブロック図である。
FIG. 26 is a functional block diagram showing an air-fuel ratio control device including the abnormality / deterioration detection device according to the seventh embodiment.

【図27】触媒前の空燃比と触媒後の空燃比の検出位置
を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing detection positions of an air-fuel ratio before a catalyst and an air-fuel ratio after a catalyst.

【図28】実施の形態8に係る空燃比制御装置を示す機
能ブロック図である。
FIG. 28 is a functional block diagram showing an air-fuel ratio control device according to an eighth embodiment.

【図29】空燃比推定部のニューラルネットワークの学
習過程を示す摸式図である。
FIG. 29 is a schematic diagram showing a learning process of the neural network of the air-fuel ratio estimation unit.

【図30】実施の形態8に係る空燃比制御装置の動作を
示すフローチャートである。
FIG. 30 is a flowchart showing an operation of the air-fuel ratio control device according to the eighth embodiment.

【図31】(a)は従来の空燃比制御装置による空燃比
制御の結果を示す図であり、(b)は実施の形態8に係
る空燃比制御装置による空燃比制御装置による空燃比制
御の結果を示す図である。
FIG. 31A is a diagram showing a result of air-fuel ratio control by a conventional air-fuel ratio control device, and FIG. 31B is a diagram showing air-fuel ratio control by an air-fuel ratio control device by an air-fuel ratio control device according to Embodiment 8; It is a figure showing a result.

【図32】実施の形態9に係る空燃比制御装置を示す機
能ブロック図である。
FIG. 32 is a functional block diagram showing an air-fuel ratio control device according to a ninth embodiment.

【図33】燃料種別判別部のニューラルネットワークの
学習過程を示す摸式図である。
FIG. 33 is a schematic diagram showing a learning process of the neural network of the fuel type determination unit.

【図34】実施の形態9における燃料種別判別部の他の
構成例を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing another configuration example of the fuel type determination unit in the ninth embodiment.

【図35】実施の形態9のおける燃料補正量演算部で用
いられるマップを示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing a map used in a fuel correction amount calculation unit according to the ninth embodiment.

【図36】実施の形態9に係る空燃比制御装置の動作を
示すフローチャートである。
FIG. 36 is a flowchart showing an operation of the air-fuel ratio control device according to the ninth embodiment.

【図37】判別許可部を設けた実施の形態9に係る空燃
比制御装置を示す機能ブロック図である。
FIG. 37 is a functional block diagram illustrating an air-fuel ratio control device according to a ninth embodiment provided with a determination permission unit.

【図38】判別許可部を設けた実施の形態9に係る空燃
比制御装置の燃料種別記憶までの動作を示すフローチャ
ートである。
FIG. 38 is a flowchart illustrating an operation up to storage of a fuel type of the air-fuel ratio control device according to the ninth embodiment having a determination permission unit;

【図39】クランク数検出部等を設けた実施の形態9に
係る空燃比制御装置を示す機能ブロック図である。
FIG. 39 is a functional block diagram showing an air-fuel ratio control device according to a ninth embodiment provided with a crank number detection unit and the like.

【図40】噴射燃料の付着挙動モデルを示した模式図で
ある。
FIG. 40 is a schematic view showing an adhesion behavior model of injected fuel.

【図41】実施の形態9に係る空燃比制御装置の他の例
を示す図である。
FIG. 41 is a diagram showing another example of the air-fuel ratio control device according to the ninth embodiment.

【図42】(I)は燃料種別判別部に用いられるテーブ
ルの一部を示す図であり、(II)は燃料種別判別部に用
いられるテーブルの他の一部を示す図である。
FIG. 42 (I) is a diagram showing a part of a table used for a fuel type determining unit, and (II) is a diagram showing another part of a table used for a fuel type determining unit.

【図43】実施の形態10に係る空燃比制御装置を示す
機能ブロック図である。
FIG. 43 is a functional block diagram showing an air-fuel ratio control device according to Embodiment 10.

【図44】空燃比推定部のニューラルネットワークの学
習過程を示す摸式図である。
FIG. 44 is a schematic diagram showing a learning process of the neural network of the air-fuel ratio estimation unit.

【図45】(a)は失火のない場合の空燃比の変化を示
す図であり、(b)は失火が生じた場合の空燃比の変化
を示す図である。
FIG. 45 (a) is a diagram showing a change in the air-fuel ratio when no misfire occurs, and FIG. 45 (b) is a diagram showing a change in the air-fuel ratio when a misfire occurs.

【図46】実施の形態11に係る振動補正制御装置を示
すブロック図である。
FIG. 46 is a block diagram showing a vibration correction control device according to an eleventh embodiment.

【図47】実施の形態11に係る空燃比制御装置を示す
ブロック図である。
FIG. 47 is a block diagram showing an air-fuel ratio control device according to Embodiment 11.

【図48】失火度合推定部のニューラルネットワークの
学習過程を示す図である。
FIG. 48 is a diagram illustrating a learning process of the neural network of the misfire degree estimation unit.

【図49】実施の形態に係る空燃比制御装置の動作を示
すフローチャートである。
FIG. 49 is a flowchart showing an operation of the air-fuel ratio control device according to the embodiment.

【図50】従来の空燃比制御装置の構成を示すブロック
図である。
FIG. 50 is a block diagram showing a configuration of a conventional air-fuel ratio control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基本燃料噴射量演算部 2 空燃比補助制御演算部 3 A/D変換部 4 時系列データ格納部 10 状態検出部 10a 空燃比検出部 20、20a、20b、20c 空燃比推定部 21 変化量推定部 22 流入空気重量推定部 23、24 燃料種別判別部 24a 流入空気重量推定部 24b 燃料特性算出部 24c 種別判別部 25 失火度合推定部 30、31、32、33、34 燃料補正量算出部 40a パラメータ範囲判定部 40b パラメータ変換部 50、51、52 過渡状態検出部 52a 空燃比センサ 52b 過渡状態演算部 60 燃料補正量調整部 70、71 センサ特性判定部 70a 極値検出部 70b 極値比較部 72 触媒劣化検出部 80 空燃比センサ 90a 運転状態判定部 90b 応答時間検出部 100 燃料種別記憶部 110 エンジン温度検出部 111 判別許可部 112 クランク数検出部 113 電圧検出部 114 プラグ電圧検出部 120 燃料種別検出部 130 始動状態判断部 140 燃料補正量算出許可部 310 収束度合推定部 320 補正量算出部 201 CPU 202 ROM 203 RAM 204 D/A変換部 C エンジンコントロールユニット E エンジン Z 制御対象 Reference Signs List 1 basic fuel injection amount calculation unit 2 air-fuel ratio auxiliary control calculation unit 3 A / D conversion unit 4 time series data storage unit 10 state detection unit 10a air-fuel ratio detection unit 20, 20a, 20b, 20c air-fuel ratio estimation unit 21 change amount estimation Unit 22 Inflow air weight estimation unit 23, 24 Fuel type determination unit 24a Inflow air weight estimation unit 24b Fuel characteristic calculation unit 24c Type determination unit 25 Misfire degree estimation unit 30, 31, 32, 33, 34 Fuel correction amount calculation unit 40a Parameter Range determining unit 40b Parameter converting unit 50, 51, 52 Transient state detecting unit 52a Air-fuel ratio sensor 52b Transient state calculating unit 60 Fuel correction amount adjusting unit 70, 71 Sensor characteristic determining unit 70a Extreme value detecting unit 70b Extreme value comparing unit 72 Catalyst Deterioration detection unit 80 Air-fuel ratio sensor 90a Operating state determination unit 90b Response time detection unit 100 Fuel type storage unit 110 Engine temperature detection unit 111 Discrimination permission unit 112 Crank number detection unit 113 Voltage detection unit 114 Plug voltage detection unit 120 Fuel type detection unit 130 Start state determination unit 140 Fuel correction amount calculation permission unit 310 Convergence degree estimation unit 320 Correction amount calculation unit 201 CPU 202 ROM 203 RAM 204 D / A converter C Engine control unit E Engine Z Control target

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 41/34 F02D 41/34 W 45/00 368 45/00 368Z (72)発明者 藤岡 典宏 横浜市港北区網島東四丁目3番1号 松下 通信工業株式会社内────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 41/34 F02D 41/34 W 45/00 368 45/00 368Z (72) Inventor Norihiro Fujioka Amishima East Four in Kohoku-ku, Yokohama-shi Matsushita Communication Industrial Co., Ltd.

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空燃比を一定値に保つ制御系に対して燃
料噴射量を補正することによって空燃比の制御を補助す
る空燃比制御装置であって、 エンジンの状態を表す低温時でも検出可能な複数の物理
量を検出する状態検出手段と、 検出された複数の物理量をパラメータとして入力し、ニ
ューラルネットワークを用いて空燃比を推定する空燃比
推定手段と、 推定された空燃比から燃料噴射量の補正量を算出する燃
料補正量算出手段とを有する空燃比制御装置。
1. An air-fuel ratio control device that assists control of an air-fuel ratio by correcting a fuel injection amount to a control system that maintains an air-fuel ratio at a constant value. State detecting means for detecting a plurality of physical quantities, air-fuel ratio estimating means for estimating an air-fuel ratio using a neural network, and detecting a fuel injection amount from the estimated air-fuel ratio. An air-fuel ratio control device having fuel correction amount calculating means for calculating a correction amount.
【請求項2】 請求項1記載の空燃比制御装置におい
て、さらに、 燃料噴射量の時系列データを格納する燃料時系列データ
格納手段を設け、 前記空燃比推定手段は、入力するパラメータに燃料噴射
量の前記時系列データを含む空燃比制御装置。
2. The air-fuel ratio control device according to claim 1, further comprising: fuel time-series data storage means for storing time-series data of a fuel injection amount; An air-fuel ratio controller including the time series data of the quantity.
【請求項3】 請求項1又は2記載の空燃比制御装置に
おいて、さらに、 前記空燃比推定手段に入力される少なくとも1つのパラ
メータの値が、そのパラメータに対して予め設定された
範囲内にあるか否かを判定するパラメータ範囲判定手段
と、 予め設定された範囲内にないと判定されたパラメータの
値を予め設定された値に置き換えるパラメータ変換手段
とを設けた空燃比制御装置。
3. The air-fuel ratio control device according to claim 1, wherein a value of at least one parameter input to the air-fuel ratio estimating means is within a range set in advance for the parameter. An air-fuel ratio control apparatus comprising: a parameter range determining unit that determines whether the parameter value is not within a predetermined range; and a parameter converting unit that replaces a parameter value determined not to be within a preset range with a preset value.
【請求項4】 前記パラメータに対して予め設定された
範囲が、前記ニューラルネットワークの学習において入
力された、当該パラメータとなる物理量の値の最大値と
最小値とに基づいて決定される、 請求項3記載の空燃比制御装置。
4. A range preset for the parameter is determined based on a maximum value and a minimum value of a value of a physical quantity serving as the parameter input in learning of the neural network. 3. The air-fuel ratio control device according to 3.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項記載の空燃
比制御装置において、さらに、 エンジンの過渡状態量を検出する過渡状態検出手段と、 検出された過渡状態量に基づいて前記燃料補正量算出手
段で得られた燃料噴射量の補正量を調整する燃料補正量
調整手段とを設けた空燃比制御装置。
5. The air-fuel ratio control device according to claim 1, further comprising: a transient state detecting means for detecting a transient state amount of the engine; and An air-fuel ratio control device provided with fuel correction amount adjusting means for adjusting the correction amount of the fuel injection amount obtained by the correction amount calculating means.
【請求項6】前記過渡状態検出手段が、前記状態検出手
段で得られる少なくとも1つの物理量の変化量に基づい
て過渡状態量を検出する請求項5記載の空燃比制御装
置。
6. An air-fuel ratio control apparatus according to claim 5, wherein said transient state detecting means detects a transient state quantity based on at least one physical quantity change obtained by said state detecting means.
【請求項7】前記過渡状態検出手段が、前記空燃比推定
手段によって推定される空燃比の変化量に基づいて過渡
状態量を検出する請求項5記載の空燃比制御装置。
7. The air-fuel ratio control device according to claim 5, wherein said transient state detecting means detects a transient state quantity based on an air-fuel ratio change amount estimated by said air-fuel ratio estimating means.
【請求項8】 前記過渡状態検出手段が、 空燃比を検出する空燃比センサと、 前記空燃比センサの出力値の変化量に基づいて過渡状態
量を検出する過渡状態演算手段とよりなる請求項5記載
の空燃比制御装置。
8. The transient state detecting means includes: an air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio; and a transient state calculating means for detecting a transient state amount based on a change amount of an output value of the air-fuel ratio sensor. 6. The air-fuel ratio control device according to claim 5.
【請求項9】 前記空燃比推定手段に用いられるニュー
ラルネットワークが、学習過程において空燃比センサの
出力がが超リーン状態であって燃料噴射量との整合性が
ない場合に空燃比は超リッチ状態であるとする情報を含
む教師データを用いて学習したものである請求項1〜8
のいずれか1項記載の空燃比制御装置。
9. The neural network used in the air-fuel ratio estimating means may be configured such that when the output of the air-fuel ratio sensor is in a super-lean state during the learning process and is inconsistent with the fuel injection amount, the air-fuel ratio is in a super-rich state. 9. Learning is performed using teacher data including information indicating that
An air-fuel ratio control device according to any one of the preceding claims.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1項記載の空
燃比制御装置において、さらに、 エンジンに使用されている燃料種別を検出する燃料種別
検出手段を設け、 前記空燃比推定手段が、入力するパラメータに検出され
た燃料種別の性質に応じた数値を含む空燃比制御装置。
10. The air-fuel ratio control device according to claim 1, further comprising a fuel type detection unit that detects a fuel type used in the engine, wherein the air-fuel ratio estimation unit includes: An air-fuel ratio control device including a parameter corresponding to a property of a detected fuel type as a parameter to be input.
【請求項11】 空燃比を一定値に保つ制御系に対して
燃料噴射量を補正することによって空燃比の制御を補助
する空燃比制御装置であって、 燃料噴射量と空燃比を含むエンジンの状態を表す複数の
物理量を検出する状態検出手段と、 検出された複数の物理量のうち少なくとも2以上をパラ
メータとして入力し、ニューラルネットワークを用いて
気筒流入空気重量を推定する流入空気重量推定手段と、 状態検出手段により検出される燃料噴射量および空燃比
と、流入空気重量推定手段によって推定された気筒流入
空気重量とから、燃料噴射量の補正量を算出する燃料補
正量算出手段とを有する空燃比制御装置。
11. An air-fuel ratio control device for assisting control of an air-fuel ratio by correcting a fuel injection amount to a control system for maintaining an air-fuel ratio at a constant value, comprising: State detection means for detecting a plurality of physical quantities representing a state, at least two or more of the detected plurality of physical quantities are input as parameters, and inflow air weight estimation means for estimating cylinder inflow air weight using a neural network; An air-fuel ratio having a fuel correction amount calculating means for calculating a correction amount of the fuel injection amount from the fuel injection amount and the air-fuel ratio detected by the state detecting means and the cylinder inflow air weight estimated by the inflow air weight estimating means; Control device.
【請求項12】 空燃比を一定値に保つ制御系に対して
燃料噴射量を補正することによって空燃比の制御を補助
する空燃比制御装置であって、 エンジンの状態を表す低温時でも検出可能な複数の物理
量を検出する状態検出手段と、 検出された複数の物理量をパラメータとして入力し、ニ
ューラルネットワークを用いて空燃比に関連する物理量
の変化量を推定する変化量推定手段と、 推定された空燃比に関連する物理量の変化量から燃料噴
射量の補正量を算出する燃料補正量算出手段とを有する
空燃比制御装置。
12. An air-fuel ratio control device for assisting control of an air-fuel ratio by correcting a fuel injection amount to a control system for maintaining an air-fuel ratio at a constant value, which can be detected even at a low temperature indicating an engine state. State detecting means for detecting a plurality of physical quantities, and change quantity estimating means for inputting the detected plurality of physical quantities as parameters and estimating a change quantity of a physical quantity related to an air-fuel ratio using a neural network. An air-fuel ratio control device comprising: a fuel correction amount calculating unit that calculates a correction amount of a fuel injection amount from a change amount of a physical amount related to an air-fuel ratio.
【請求項13】 前記変化量推定手段は、検出された複
数の物理量をパラメータとして入力し、ニューラルネッ
トワークを用いて空燃比に関連する物理量を推定し、こ
の物理量の変化量を算出することで空燃比に関連するパ
ラメータの変化量を推定する請求項12記載の空燃比制
御装置。
13. The change amount estimating means inputs a plurality of detected physical amounts as parameters, estimates a physical amount related to the air-fuel ratio using a neural network, and calculates a change amount of the physical amount to calculate the amount of change in the physical amount. 13. The air-fuel ratio control device according to claim 12, wherein a change amount of a parameter related to a fuel ratio is estimated.
【請求項14】 前記空燃比に関連する物理量が空燃比
そのものである請求項12又は13記載の空燃比制御装
置。
14. The air-fuel ratio control device according to claim 12, wherein the physical quantity related to the air-fuel ratio is the air-fuel ratio itself.
【請求項15】 前記変化量推定手段に用いられるニュ
ーラルネットワークが、学習過程において空燃比センサ
の出力が超リーン状態であって燃料噴射量との整合性が
ない場合に空燃比は超リッチ状態であるとする情報を含
む教師データを用いて学習したものである請求項12〜
14のいずれか1項記載の空燃比制御装置。
15. The neural network used in the change amount estimating means is configured such that the air-fuel ratio is in a super-rich state when the output of the air-fuel ratio sensor is in a super-lean state during the learning process and is not consistent with the fuel injection amount. The learning is performed by using teacher data including information that exists.
15. The air-fuel ratio control device according to any one of 14.
【請求項16】 空燃比を一定値に保つ制御系と、この
制御系に対して燃料噴射量を補正することによって空燃
比の制御を補助する制御系とよりなる空燃比制御システ
ムの異常又は劣化を検出する異常・劣化検出装置であっ
て、 エンジンの状態を表す低温時でも検出可能な複数の物理
量を検出する状態検出手段と、 検出された複数の物理量をパラメータとして入力し、ニ
ューラルネットワークを用いて空燃比を推定する空燃比
推定手段と、 空燃比を検出する空燃比センサと、 前記空燃比推定手段により推定された空燃比と、前記空
燃比センサにより検出された空燃比を比較することによ
り、空燃比センサの動特性変化を検出するセンサ特性判
定手段とを有する異常・劣化検出装置。
16. An abnormality or deterioration of an air-fuel ratio control system comprising a control system for maintaining the air-fuel ratio at a constant value and a control system for assisting the control of the air-fuel ratio by correcting the fuel injection amount for the control system. An abnormality / deterioration detection device that detects a plurality of physical quantities that can be detected even at a low temperature indicating the state of the engine, and inputs the detected plurality of physical quantities as parameters and uses a neural network. An air-fuel ratio estimating means for estimating the air-fuel ratio, an air-fuel ratio sensor detecting the air-fuel ratio, and comparing the air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimating means with the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor. An abnormality / deterioration detecting device comprising: a sensor characteristic determining unit configured to detect a change in dynamic characteristics of the air-fuel ratio sensor.
【請求項17】 前記センサ特性判定手段は、前記空燃
比推定手段により推定された空燃比の時間変化および前
記空燃比センサにより検出された空燃比の時間変化を微
分演算することにより それぞれの極値を求め、このそ
れぞれの極値の時刻及び値を比較することにより、前記
空燃比センサの動特性変化として空燃比センサの位相遅
れおよびゲイン変化を求める請求項16記載の異常・劣
化検出装置。
17. The method according to claim 17, wherein the sensor characteristic determining means differentiates the time change of the air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimating means and the time change of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor. 17. The abnormality / deterioration detection device according to claim 16, wherein the phase delay and the gain change of the air-fuel ratio sensor are obtained as the dynamic characteristic change of the air-fuel ratio sensor by comparing the time and the value of the respective extreme values.
【請求項18】 前記センサ特性判定手段は、前記状態
検出手段より検出された少なくとも1つ物理量、前記空
燃比推定手段により推定された空燃比、前記空燃比セン
サにより検出された空燃比をパラメータとして入力し、
ニューラルネットワークを用いて前記空燃比センサの動
特性変化を推定する請求項16記載の異常・劣化検出装
置。
18. The sensor characteristic determining means uses at least one physical quantity detected by the state detecting means, an air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimating means, and an air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor as parameters. type in,
17. The abnormality / deterioration detection device according to claim 16, wherein a change in dynamic characteristics of the air-fuel ratio sensor is estimated using a neural network.
【請求項19】 前記空燃比推定手段が、排気管内にお
ける触媒より前の空燃比を推定し、 前記空燃比センサが、排気管内における触媒より後の空
燃比を検出し、 前記センサ特性判定手段を、前記空燃比推定手段により
推定された空燃比と、前記空燃比センサにより検出され
た空燃比を比較することにより触媒の劣化を検出する触
媒劣化検出手段に置換した請求項16記載の異常・劣化
検出装置。
19. The air-fuel ratio estimating means estimates an air-fuel ratio before a catalyst in an exhaust pipe, the air-fuel ratio sensor detects an air-fuel ratio after a catalyst in an exhaust pipe, and the sensor characteristic determining means 17. The abnormality / deterioration according to claim 16, wherein said air / fuel ratio estimated by said air / fuel ratio estimating means is compared with an air / fuel ratio detected by said air / fuel ratio sensor to detect catalyst deterioration. Detection device.
【請求項20】 空燃比を一定値に保つ制御系に対して
燃料噴射量を補正することによって空燃比の制御を補助
する空燃比制御装置であって、 エンジンの状態を表す低温時でも検出可能な複数の物理
量を検出する状態検出手段と、 空燃比を検出する空燃比センサと、 エンジンの状態を表わす物理量を検出し、この物理量に
基づいて、エンジンが所定の運転状態にあるかどうかを
判定する運転状態判定手段と、 エンジンが所定の運転状態であると判定された場合に、
前記状態検出手段により検出された少なくとも1つの物
理量を変更し、その物理量の変更時刻から前記空燃比セ
ンサが検出する空燃比が変動するまでの応答時間を計測
して記憶する応答時間検出手段と、 検出された複数の物理量と、記憶された応答時間をパラ
メータとして入力し、ニューラルネットワークを用いて
空燃比を推定する空燃比推定手段と、 推定された空燃比から燃料噴射量の補正量を算出する燃
料補正量算出手段とを有する空燃比制御装置。
20. An air-fuel ratio control device for assisting control of an air-fuel ratio by correcting a fuel injection amount to a control system for maintaining the air-fuel ratio at a constant value, which can be detected even at a low temperature indicating an engine state. State detecting means for detecting a plurality of physical quantities, an air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio, and a physical quantity representing the state of the engine, and determining whether the engine is in a predetermined operating state based on the physical quantity. Operating state determining means for performing, when it is determined that the engine is in a predetermined operating state,
Response time detecting means for changing at least one physical quantity detected by the state detecting means, measuring and storing a response time from a change time of the physical quantity to a change in an air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor, An air-fuel ratio estimator for estimating an air-fuel ratio using a neural network by inputting a plurality of detected physical quantities and a stored response time as parameters, and calculating a correction amount of the fuel injection amount from the estimated air-fuel ratio An air-fuel ratio control device having a fuel correction amount calculating means.
【請求項21】 前記空燃比推定手段に用いられるニュ
ーラルネットワークが、劣化しているセンサを用いて得
られた学習データに対して、劣化の無い空燃比センサの
出力値を教師信号としてニューロ学習を行ったものであ
る請求項20記載の空燃比制御装置。
21. A neural network used in the air-fuel ratio estimating means performs a neural learning on learning data obtained by using a deteriorated sensor using an output value of an air-fuel ratio sensor without deterioration as a teacher signal. The air-fuel ratio control device according to claim 20, which has been performed.
【請求項22】 空燃比を一定値に保つ制御系に対して
燃料噴射量を補正することによって空燃比の制御を補助
する空燃比制御装置であって、 エンジンの状態を表す複数の物理量を検出する状態検出
手段と、 検出された複数の物理量をパラメータとして入力し、ニ
ューラルネットワークを用いて燃料の種別を判定する燃
料種別判定手段と、 エンジンの状態を表わす物理量を検出し、この物理量に
基づいてエンジンが所定の状態にあるかどうかを判定す
る運転状態判定手段と、 エンジンが所定の状態にある場合に、前記燃料種別判別
手段により判別された燃料種別に基づき燃料噴射量の補
正量を算出する燃料補正量算出手段とを有する空燃比制
御装置。
22. An air-fuel ratio control device for assisting control of an air-fuel ratio by correcting a fuel injection amount to a control system for maintaining an air-fuel ratio at a constant value, wherein a plurality of physical quantities representing an engine state are detected. State detecting means, a plurality of detected physical quantities are inputted as parameters, a fuel type determining means for determining a fuel type using a neural network, and a physical quantity representing an engine state are detected, and based on the physical quantities, An operating state determining means for determining whether the engine is in a predetermined state; and, when the engine is in the predetermined state, calculating a correction amount of the fuel injection amount based on the fuel type determined by the fuel type determining means. An air-fuel ratio control device having a fuel correction amount calculating means.
【請求項23】 前記状態検出手段が、エンジンの状態
を表わす物理量として、点火プラグへの通電からエンジ
ン内の混合気が完全爆発するまでのクランク数を検出
し、 前記運転状態判定手段が、エンジンの状態を表わす物理
量として、点火プラグへの通電を検出し、この物理量に
基づいてエンジンが始動状態にあるか否かを判定する請
求項22記載の空燃比制御装置。
23. The state detection means detects the number of cranks from energization of a spark plug to a complete explosion of the air-fuel mixture in the engine as a physical quantity representing the state of the engine. 23. The air-fuel ratio control device according to claim 22, wherein the energization of the spark plug is detected as a physical quantity representing the state of (i), and whether the engine is in a starting state is determined based on the physical quantity.
【請求項24】 前記状態検出手段が、エンジンの状態
を表わす前記物理量として、エンジンのバッテリー電圧
を検出する請求項22又は23記載の空燃比制御装置。
24. The air-fuel ratio control device according to claim 22, wherein the state detection means detects a battery voltage of the engine as the physical quantity representing the state of the engine.
【請求項25】 前記運転状態判定手段は、 エンジンの状態を表わす前記物理量としてエンジンの温
度を検出するエンジン温度検出部と、 エンジンの温度が第1の設定温度以下にある状態である
か否かを判定するエンジン温度判定部とを有し、 前記燃料補正量算出手段は、前記エンジン温度検出部に
より検出されたエンジンの温度も加味して燃料噴射量の
補正量を算出する請求項22〜24のいずれか1項記載
の空燃比制御装置。
25. An engine temperature detecting section for detecting an engine temperature as the physical quantity representing an engine state, wherein the operating state determining means determines whether or not the engine temperature is equal to or lower than a first set temperature. An engine temperature determining unit that determines the fuel injection amount, wherein the fuel correction amount calculating unit calculates a correction amount of the fuel injection amount in consideration of an engine temperature detected by the engine temperature detecting unit. An air-fuel ratio control device according to any one of the preceding claims.
【請求項26】 請求項22〜25のいずれか1項記載
の空燃比制御装置において、さらに、 エンジンの温度が定められた第2の設定温度以下の時の
み前記燃料種別判別手段による判別を許可する判別許可
部を設けた空燃比制御装置。
26. The air-fuel ratio control device according to claim 22, further comprising: permitting the determination by the fuel type determination unit only when the engine temperature is equal to or lower than a predetermined second set temperature. An air-fuel ratio control device provided with a determination permitting unit.
【請求項27】 請求項22〜26のいずれか1項記載
の空燃比制御装置において、さらに、 前記燃料種別判定手段により判定される燃料種別を更新
される度に記憶する燃料種別記憶手段を設け、 前記燃料補正量算出手段はエンジンの始動時点において
前記燃料種別記憶手段に記憶された燃料種別に基づい
て、燃料噴射量の補正量を算出する空燃比制御装置。
27. The air-fuel ratio control device according to claim 22, further comprising a fuel type storage unit that stores a fuel type determined by the fuel type determination unit each time the fuel type is updated. An air-fuel ratio control device, wherein the fuel correction amount calculating means calculates a correction amount of the fuel injection amount based on the fuel type stored in the fuel type storage means at the time of starting the engine.
【請求項28】 前記状態検出手段が、少なくとも燃料
噴射量と空燃比を物理量として検出し、 前記燃料種別判定手段が、 検出された複数の物理量をパラメータとして入力し、気
筒流入空気重量をニューラルネットワークにより推定す
る流入空気重量推定部と、 状態検出手段により検出された燃料噴射量および空燃比
と、流入空気重量推定部により推定された気筒流入空気
重量とより燃料の蒸発率または燃料の付着率もしくはこ
の両方を算出する燃料特性算出部と、 上記燃料算出部により算出された燃料の蒸発率または燃
料の付着率もしくはこの両方から燃料の種別を判別する
種別判別部とを有する請求項22〜27のいずれか1項
記載の空燃比制御装置。
28. The state detecting means detects at least a fuel injection amount and an air-fuel ratio as physical quantities, and the fuel type determining means inputs a plurality of detected physical quantities as parameters, and calculates a weight of air flowing into a cylinder by a neural network. And the fuel injection amount and air-fuel ratio detected by the state detection means, and the cylinder inflow air weight estimated by the inflow air weight estimation unit, and the fuel evaporation rate or the fuel adhesion rate or 28. The fuel cell system according to claim 22, further comprising: a fuel characteristic calculating unit that calculates both of them; and a type determining unit that determines the type of fuel based on the fuel evaporation rate or the fuel adhesion rate calculated by the fuel calculating unit or both. The air-fuel ratio control device according to claim 1.
【請求項29】 請求項28記載の空燃比制御装置にお
いて、 前記燃料特性算出部が燃料の蒸発率および燃料の付着率
の両方を算出し、 さらに、算出した燃料の蒸発率および燃料の付着率を順
次記憶していく算出値記憶部を有し、 前記種別判別部が算出値記憶部で記憶された複数の燃料
の蒸発率および燃料の付着率から燃料の種別を判別する
空燃比制御装置。
29. The air-fuel ratio control device according to claim 28, wherein the fuel characteristic calculation unit calculates both a fuel evaporation rate and a fuel adhesion rate, and further calculates the calculated fuel evaporation rate and fuel adhesion rate. An air-fuel ratio control device comprising: a calculated value storage unit that sequentially stores the fuel type, wherein the type determination unit determines the type of fuel from the evaporation rates and the adhesion rates of the plurality of fuels stored in the calculated value storage unit.
【請求項30】 前記燃料種別判定手段が、 基準となる種別の燃料を用いてエンジンを作動させた場
合の前記状態検出部により検出された物理量をパラメー
タとして入力して学習したニューラルネットワークを用
いて、前記状態検出部により検出された物理量をパラメ
ータとして入力し空燃比を推定する空燃比推定部と、 空燃比を検出する空燃比センサと、 前記空燃比推定部により推定された空燃比と、前記空燃
比センサにより検出された空燃比を用いて燃料種別を推
定する燃料種別推定部とよりなる請求項22〜27のい
ずれか1項記載の空燃比制御装置。
30. The fuel type determination means, using a neural network learned by inputting and learning, as a parameter, a physical quantity detected by the state detection unit when an engine is operated using a reference type fuel. An air-fuel ratio estimator that estimates an air-fuel ratio by inputting a physical quantity detected by the state detector as a parameter, an air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio, an air-fuel ratio estimated by the air-fuel ratio estimator, The air-fuel ratio control device according to any one of claims 22 to 27, further comprising a fuel type estimation unit that estimates a fuel type using an air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor.
【請求項31】 入力するパラメータが制御対象に振動
成分を加える要因となる制御系において、振動成分を補
正する制御装置であって、 制御対象の収束度合を、制御対象に関連する物理量をパ
ラメータとして入力しニューラルネットワークにより推
定する収束度合推定手段と、 推定された収束度合を用いて、制御対象が早く収束する
ように入力するパラメータの補正量を算出する補正量算
出手段とを有する振動補正制御装置。
31. A control device for correcting a vibration component in a control system in which an input parameter causes a vibration component to be added to the control target, wherein a degree of convergence of the control target is determined by using a physical quantity related to the control target as a parameter. A vibration correction control device comprising: a convergence degree estimating means for inputting and estimating by a neural network; and a correction amount calculating means for calculating a correction amount of a parameter to be input so that a controlled object converges quickly using the estimated convergence degree. .
【請求項32】 空燃比を一定値に保つ制御系に対して
燃料噴射量を補正することによって空燃比の制御を補助
する空燃比制御装置であって、 エンジンの状態を表す複数の物理量を検出する状態検出
手段と、 検出された複数の物理量をパラメータとして入力しニュ
ーラルネットワークを用いて、エンジンの失火度合を推
定する失火度合推定手段と、 失火度合推定手段で得られた失火度合から燃料噴射量の
補正量を算出する燃料補正量算出手段とを有する空燃比
制御装置。
32. An air-fuel ratio control device for assisting control of an air-fuel ratio by correcting a fuel injection amount to a control system for maintaining the air-fuel ratio at a constant value, wherein a plurality of physical quantities representing an engine state are detected. State detection means, a plurality of detected physical quantities are inputted as parameters, and a misfire degree estimation means for estimating the degree of engine misfire using a neural network; and a fuel injection amount based on the misfire degree obtained by the misfire degree estimation means. An air-fuel ratio control device having a fuel correction amount calculating means for calculating a correction amount of the fuel.
【請求項33】 請求項32記載の空燃比制御装置にお
いて、さらに、 状態検出手段により検出された複数の物理量の少なくと
も一つから、エンジンが始動状態であるか否かを判断す
る始動状態判断手段と、 始動状態判断手段によりエンジンが始動状態であると判
断された場合にのみ燃料補正量算出手段に燃料噴射量の
補正量の算出を許可する燃料補正量算出許可手段とを設
けた空燃比制御装置。
33. The air-fuel ratio control device according to claim 32, further comprising: a starting state determining unit that determines whether the engine is in a starting state based on at least one of the plurality of physical quantities detected by the state detecting unit. Air-fuel ratio control comprising: fuel correction amount calculation permitting means for permitting the fuel correction amount calculating means to calculate the correction amount of the fuel injection amount only when the engine is determined to be in the starting state by the starting state determining means. apparatus.
【請求項34】 前記失火度合推定手段で用いられるニ
ューラルネットワークが、学習過程において、エンジン
が始動状態から定常状態になるまでの間に、空燃比セン
サ出力の変化率が負の時は失火度合を0とする情報を含
む教師データを用いて学習したものである請求項32又
は33記載の空燃比制御装置。
34. The neural network used in the misfire degree estimating means determines the misfire degree when the rate of change of the output of the air-fuel ratio sensor is negative during the learning process from the start of the engine to the steady state. The air-fuel ratio control device according to claim 32 or 33, wherein the air-fuel ratio control device is learned using teacher data including information to be set to 0.
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