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JPH11223145A - Air-fuel ratio control device - Google Patents

Air-fuel ratio control device

Info

Publication number
JPH11223145A
JPH11223145A JP10026178A JP2617898A JPH11223145A JP H11223145 A JPH11223145 A JP H11223145A JP 10026178 A JP10026178 A JP 10026178A JP 2617898 A JP2617898 A JP 2617898A JP H11223145 A JPH11223145 A JP H11223145A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
engine
fuel
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10026178A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Ishida
明 石田
Masuo Takigawa
益生 瀧川
Toru Kitamura
徹 北村
Naohiro Kurokawa
直洋 黒川
Akira Kato
彰 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP10026178A priority Critical patent/JPH11223145A/en
Priority to US09/245,022 priority patent/US6223121B1/en
Publication of JPH11223145A publication Critical patent/JPH11223145A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform an accurate air-fuel ratio control by estimating a transient state amount at the time of starting of an engine and calculating a fuel injection amount at the time of starting using the estimated value in the configuration of a neuro-engine model at a starting time such as a low temperature starting time in which input term of an air-fuel ratio sensor is absent. SOLUTION: The air-fuel ratio control device comprises a state detecting part 12 for detecting a parameter representing an operating state of an engine 11 which is an internal combustion engine, a counter detecting part 13 for counting the number of combustion in a cylinder after starting of the engine 11, and an air-fuel ratio estimating means 14 which estimates an air-fuel ratio immediately after the starting of the engine 11 from the parameter representing the operating state and the number of combustion in the cylinder. An intake pipe temperature rising change is handled associating with the number of combustion in the cylinder, and air-fuel ratio control is carried out by estimating a transient state amount at the time of starting of engine.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃式エンジンの
燃料噴射制御方式のガソリンエンジンに関し、特にネッ
トワーク自身に知識が蓄積され、ネットワーク自体が目
的や環境に適応して動作するニューラルネットワークを
応用してエンジンの空燃比を制御する空燃比制御装置の
改善に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gasoline engine of a fuel injection control type for an internal combustion engine, and more particularly to a neural network in which knowledge is accumulated in the network itself and the network itself operates according to the purpose and environment. To improve an air-fuel ratio control device for controlling an air-fuel ratio of an engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、空燃比制御は、空燃比センサであ
る02 センサやリニア空燃比センサ(LAFセンサ)に
よるフィードバック制御が一般に行われており、アイド
ル時などの定常運転域で特に成果を納めている。しか
し、加減速などの過渡状態においては、センサ出力の応
答遅れにより、空燃比を目標空燃比に精度良く制御する
ことができない。また、これを補うためスロットル開度
等の機械的な変化に応じて、燃料の増量補正や減量補正
をしているが、噴射した燃料の全てが気筒内に流入する
のではなく、吸気管壁面や吸気バルブなどに付着し、ま
た付着した燃料から蒸発して気筒内に入ってくるものも
あるため、加減速時やエンジン始動時などの過渡状態に
おける空燃比を制御するのは困難である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in air-fuel ratio control, feedback control is generally performed using an air-fuel ratio sensor, such as a 02 sensor, or a linear air-fuel ratio sensor (LAF sensor). ing. However, in a transient state such as acceleration or deceleration, the air-fuel ratio cannot be accurately controlled to the target air-fuel ratio due to a response delay of the sensor output. To compensate for this, the fuel is increased or decreased in response to mechanical changes such as the throttle opening.However, not all of the injected fuel flows into the cylinder, but the wall of the intake pipe. It is difficult to control the air-fuel ratio in a transient state such as during acceleration / deceleration or engine start because some of the fuel adheres to the fuel tank and intake valves and evaporates from the attached fuel and enters the cylinder.

【0003】特に、米国ULEV(Ultra Low Emission
Vehicle) 規制をクリアするためには、エンジン始動時
のHC排出量が、全試験モード中の約8割を占めるの
で、該始動時の高精度な空燃比制御が不可欠である。
In particular, US ULEV (Ultra Low Emission)
In order to clear the regulations, the amount of HC emission at the time of starting the engine occupies about 80% of all the test modes. Therefore, a highly accurate air-fuel ratio control at the time of starting the engine is indispensable.

【0004】そこで、燃料の付着モデルを構築し、燃料
補正量を付着モデルの逆系より求めるものや、特許公開
平3−235723号公報に示すように、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(以後NNと
略す)により学習させ、過渡状態時の応答性能の向上を
図ろうとするものがある。NNは、簡単な計算を行う
「ユニット」が、重み付きの「方向性リンク」で結合さ
れてネットワークを構成し、それぞれのユニットは出力
をリンクを介して伝播して情報処理を行うものであり、
ネットワーク自身に知識が蓄積され、ネットワーク自体
が目的や環境に適応して動作することから、上記過渡時
の空燃比制御を高精度に行えることが期待できる。
Therefore, a fuel adhesion model is constructed, and a fuel correction amount is obtained from an inverse system of the adhesion model. As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-235723, a nonlinear element such as the fuel adhesion is used as a neural network. (Hereinafter abbreviated as NN) to improve the response performance in a transient state. In the NN, "units" for performing simple calculations are connected by weighted "directional links" to form a network, and each unit performs information processing by propagating an output via the link. ,
Since knowledge is accumulated in the network itself and the network itself operates according to the purpose and environment, it can be expected that the air-fuel ratio control during the transition can be performed with high accuracy.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の空燃比制御装置
は以上のように構成されているが、通常、内燃式エンジ
ンにおいては、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。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。そのため、気筒内に実際に流入
する燃料量を知ることができれば、特に過渡時に於て、
より正確な空燃比制御を行うことが可能となる。しか
し、前記付着モデル方式ではこの様な複雑な系を表現す
ることができず、近似でしか与えることができないた
め、過渡時において満足のいく空燃比制御を行うことが
できない。
The conventional air-fuel ratio control device is constructed as described above. However, in an internal combustion engine, usually, even when fuel is injected from an injector, all the fuel is injected into a cylinder. Instead of flowing in, some adhere to the intake pipe wall. The amount of adhesion varies in a complicated manner depending on the operating state (rotation 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 amount of fuel also varies depending on the operating conditions and the external environment. Therefore, if the amount of fuel actually flowing into the cylinder can be known, especially during transition,
More accurate air-fuel ratio control can be performed. However, in the adhesion model method, such a complicated system cannot be expressed, and can be given only by approximation. Therefore, satisfactory air-fuel ratio control cannot be performed in a transient state.

【0006】また、前記NNを用いた制御系では、複雑
な挙動を学習することができるが、汎化性のある推定値
を得るためには、NN入力項に空燃比センサ出力を設け
ることが必要であるが、極低温時やエンジン始動直後の
空燃比センサ不活性時には、この空燃比センサ出力値を
入力データとして演算するNNを用いた補正制御を行う
ことはできず、汎化性のある高精度な空燃比推定を行う
ことは非常に困難であった。
Further, in the control system using the NN, complicated behavior can be learned, but in order to obtain an estimated value having generalization, it is necessary to provide an air-fuel ratio sensor output in the NN input term. Although it is necessary, when the air-fuel ratio sensor is inactive immediately after the engine is started at an extremely low temperature or when the engine is started, the correction control using the NN that calculates the output value of the air-fuel ratio sensor as input data cannot be performed, and there is generalization. It was very difficult to estimate the air-fuel ratio with high accuracy.

【0007】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、空燃比センサの入力項が無いN
N構成で、エンジン始動時の過渡状態量を予測推定し、
この推定値を用いて始動時の燃料噴射量を算出して、高
精度な空燃比制御を行うことができる空燃比制御装置を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has no input term of the air-fuel ratio sensor.
In the N configuration, the transient state quantity at the time of engine start is predicted and estimated,
It is an object of the present invention to provide an air-fuel ratio control device capable of calculating a fuel injection amount at the time of starting using this estimated value and performing highly accurate air-fuel ratio control.

【0008】さらに、エンジン始動時の動特性を表現す
る始動時NNエンジンモデルを構築し、このモデルから
エンジン始動時の空燃比が目標空燃比となる燃料噴射制
御を行うことができる空燃比制御装置を提供することを
目的とする。
Further, an NN engine model for starting which expresses dynamic characteristics at the time of engine starting is constructed, and an air-fuel ratio control device capable of performing fuel injection control based on this model so that the air-fuel ratio at engine starting becomes a target air-fuel ratio. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1 にかか
る空燃比制御装置は、内燃機関の燃料噴射時の空燃比を
制御する装置であって、内燃機関の運転状態を表すパラ
メータを検出する状態検出部と、エンジン始動後からの
気筒内爆発回数をカウントするためのカウンタ検出部
と、上記運転状態パラメータと気筒内爆発回数より内燃
機関の始動直後の空燃比を推定する空燃比推定手段とを
備えたものである。
An air-fuel ratio control device according to a first aspect of the present invention is a device for controlling an air-fuel ratio at the time of fuel injection of an internal combustion engine, and detects a parameter representing an operation state of the internal combustion engine. A state detector that counts the number of explosions in a cylinder after the engine is started, and an air-fuel ratio estimator that estimates an air-fuel ratio immediately after the start of the internal combustion engine from the operating state parameter and the number of in-cylinder explosions. It is provided with.

【0010】また、本発明の請求項2にかかる空燃比制
御装置は、上記請求項1 記載の空燃比制御装置におい
て、上記空燃比推定手段を、上記運転状態パラメータと
気筒内爆発回数とをその入力パラメータとし、その出力
をエンジン始動時空燃比とするニューラルネットワーク
により上記内燃機関の始動直後の空燃比を推定するもの
としたものである。
The air-fuel ratio control device according to claim 2 of the present invention is the air-fuel ratio control device according to claim 1, wherein the air-fuel ratio estimating means is configured to determine the operating state parameter and the number of cylinder explosions. The air-fuel ratio immediately after the start of the internal combustion engine is estimated by a neural network in which the input parameters are output and the output is the air-fuel ratio at engine start.

【0011】また、本発明の請求項3にかかる空燃比制
御装置は、内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御する装
置であって、エンジン始動時の空燃比動特性を表現する
ニューロエンジンモデルを用い、空燃比が目標空燃比と
なる燃料噴射量Toutnnを求め、該Toutnnよ
りエンジン始動時燃料補正パラメータを算出する補正パ
ラメータ算出部と、上記エンジン始動時燃料補正パラメ
ータを用い始動時の燃料噴射量を演算するエンジン始動
燃料演算部とを備えたものである。
An air-fuel ratio control device according to a third aspect of the present invention is a device for controlling an air-fuel ratio at the time of fuel injection of an internal combustion engine. And a correction parameter calculating section for calculating an engine start fuel correction parameter from the Toutnn, and a fuel injection at start using the engine start fuel correction parameter. And an engine start fuel calculation unit for calculating the amount.

【0012】また、本発明の請求項4にかかる空燃比制
御装置は、内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御する装
置であって、エンジン始動時の空燃比動特性を表現する
ニューロエンジンモデルを用い、空燃比が目標空燃比と
なる燃料噴射量Toutnnを求め、該Toutnn
と、エンジン始動時の吸気管付着モデルよりエンジン始
動時付着パラメータを算出するエンジン始動時付着パラ
メータ算出部と、上記エンジン始動時付着パラメータと
上記エンジン始動時の吸気管付着モデルよりエンジン始
動時の燃料噴射量を演算するエンジン始動燃料演算部と
を備えたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an air-fuel ratio control apparatus for controlling an air-fuel ratio at the time of fuel injection of an internal combustion engine. Is used to determine the fuel injection amount Toutnn at which the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio.
An engine start adhesion parameter calculating unit for calculating an engine start adhesion parameter from an intake pipe adhesion model at engine start; and an engine start fuel from the engine start adhesion parameter and the intake pipe adhesion model at engine start. And an engine starting fuel calculating section for calculating an injection amount.

【0013】また、本発明の請求項5にかかる空燃比制
御装置は、上記請求項4記載の空燃比制御装置におい
て、上記エンジン始動時付着パラメータ算出部は、エン
ジン始動時の空燃比動特性を表現するニューロエンジン
モデルを用い、エンジン始動時のシリンダ付着モデルの
パラメータを導出し、上記エンジン始動燃料演算部は、
上記エンジン始動時付着パラメータとして吸気管及びシ
リンダ付着パラメータを用い、これらパラメータと上記
エンジン始動時の吸気管付着モデル及びシリンダ付着モ
デルよりエンジン始動時の燃料噴射量を演算するように
したものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an air-fuel ratio control apparatus according to the fourth aspect, wherein the engine-start-time adhesion parameter calculating section calculates the air-fuel ratio dynamic characteristic at the time of engine start. Using the neuro engine model to be expressed, the parameters of the cylinder adhesion model at the time of engine start are derived, and the engine start fuel calculation unit is:
An intake pipe and a cylinder adhesion parameter are used as the engine start adhesion parameter, and a fuel injection amount at the time of engine start is calculated from these parameters and the intake pipe adhesion model and cylinder adhesion model at the time of engine start.

【0014】また、本発明の請求項6にかかる空燃比制
御装置は、上記請求項5記載の空燃比制御装置におい
て、上記エンジン始動時付着パラメータ算出部を、エン
ジン始動時の空燃比動特性を表現するニューロエンジン
モデルを用い、ガソリンの蒸発温度を考慮に入れたエン
ジン始動時の吸気管モデル及びシリンダ付着モデルのパ
ラメータを導出するものとしたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an air-fuel ratio control apparatus according to the fifth aspect, wherein the engine start-time adhesion parameter calculation unit calculates an air-fuel ratio dynamic characteristic at the time of engine start. The parameters of the intake pipe model and the cylinder adhesion model at the time of engine start taking into account the evaporation temperature of gasoline are derived using the expressed neuro engine model.

【0015】また、本発明の請求項7にかかる空燃比制
御装置は、上記請求項1記載の空燃比制御装置におい
て、上記カウンタ検出部を、エンジン始動スタート時か
らのクランキングからの上死点位置(TDC)カウント
数に基づいて上記気筒内爆発回数をカウントするものと
したものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the air-fuel ratio control device according to the first aspect, the counter detection unit is provided with a top dead center from cranking from the start of engine start. The number of explosions in the cylinder is counted based on the position (TDC) count number.

【0016】また、本発明の請求項8にかかる空燃比制
御装置は、上記請求項1記載の空燃比制御装置におい
て、上記カウンタ検出部を、エンジン始動スタート時か
らの上記気筒内爆発回数を、気筒内の圧力を検出する内
圧センサの出力に基づいてカウントするものとしたもの
である。
The air-fuel ratio control device according to claim 8 of the present invention is the air-fuel ratio control device according to claim 1, wherein the counter detection unit is configured to determine the number of explosions in the cylinder from the start of engine start. The counting is performed based on the output of an internal pressure sensor that detects the pressure in the cylinder.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の空燃比制御装置に
ついて説明する。 実施の形態1.図1に本発明の実施の形態1による空燃
比制御装置の機能ブロック図を示す。本実施の形態1
は、エンジン始動直後の空燃比(A/F)値は、気筒内
温度の急変に大きく影響するため、この温度変化に関す
る入力を加える必要があるが、気筒内の温度上昇は気筒
内爆発回数に依存するという点に着目し、気筒内爆発回
数を示すパラメータの1つとして、エンジン始動時から
のクランキング数、即ちTcountを用いる構成とし
たものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An air-fuel ratio control device according to the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 shows a functional block diagram of an air-fuel ratio control device according to Embodiment 1 of the present invention. Embodiment 1
Is that the air-fuel ratio (A / F) value immediately after the start of the engine greatly affects the sudden change in the cylinder temperature. Therefore, it is necessary to add an input relating to this temperature change. Focusing on the fact that it depends on the number of explosions in the cylinder, the number of crankings from the start of the engine, that is, Tcount, is used as one of the parameters indicating the number of in-cylinder explosions.

【0018】図において、11は内燃機関であるガソリ
ン等のエンジン、12はエンジン11の運転状態を検出
する状態検出部、13はエンジンのクランキング数を検
出するカウンタ検出部であり、実際には燃料噴射式の内
燃機関に装備されているクランク角センサを用いて、ピ
ストンのTDC(圧縮上死点)を検出するようにしてい
る。14は各種パラメータに基づいてエンジン始動時の
空燃比を推定する空燃比推定手段、15は目標空燃比と
なるように燃料噴射量を算出する補償器である。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an engine such as gasoline as an internal combustion engine, 12 denotes a state detecting section for detecting the operating state of the engine 11, and 13 denotes a counter detecting section for detecting the number of cranking of the engine. A TDC (compression top dead center) of a piston is detected by using a crank angle sensor provided in a fuel injection type internal combustion engine. 14 is an air-fuel ratio estimating means for estimating the air-fuel ratio at the time of starting the engine based on various parameters, and 15 is a compensator for calculating the fuel injection amount so as to reach the target air-fuel ratio.

【0019】以下、動作について説明する。エンジン1
1の始動時の空燃比を推定するために、状態検出部12
により、内燃機関の運転状態を表すパラメータである燃
料噴射量Gf、吸入空気圧Pb、回転数Ne、冷却水温
TWを検出し、また、カウンタ検出部13により、エン
ジン始動スタート時のクランキングからのTDCカウン
ト数であるTcountを検出する。
The operation will be described below. Engine 1
In order to estimate the air-fuel ratio at the time of the start-up of
Thus, the fuel injection amount Gf, the intake air pressure Pb, the rotation speed Ne, and the cooling water temperature TW, which are parameters representing the operation state of the internal combustion engine, are detected. The count Tcount is detected.

【0020】これら5つのパラメータを用い、空燃比推
定手段14により、エンジン始動時の空燃比を推定し、
補償器15により空燃比推定値が目標空燃比となる燃料
噴射量を演算し、エンジン始動時の空燃比制御を行う。
Using these five parameters, the air-fuel ratio estimating means 14 estimates the air-fuel ratio at the time of starting the engine,
The compensator 15 calculates the fuel injection amount at which the estimated value of the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio, and performs the air-fuel ratio control at the time of starting the engine.

【0021】また、図2に示すように、前記空燃比推定
手段14は、前記各種運転状態パラメータ(Gf,P
b,Ne,TW)とTDCカウント数Tcountとを
その入力パラメータとし、その出力をエンジン始動時空
燃比とするニューラルネットワーク(NN)により空燃
比(A/Fnn)を推定する構成としてもよい。この場
合、前記運転状態パラメータの時系列データをNNの入
力データとして用いるような構成とすると、過渡時の空
燃比の推定精度を向上させることができる。
As shown in FIG. 2, the air-fuel ratio estimating means 14 controls the various operating state parameters (Gf, P
b, Ne, TW) and the TDC count number Tcount as their input parameters, and the air-fuel ratio (A / Fnn) may be estimated by a neural network (NN) whose output is the air-fuel ratio at engine start. In this case, if the time series data of the operating state parameter is used as the input data of the NN, the accuracy of estimating the air-fuel ratio at the time of transition can be improved.

【0022】なお、本実施の形態1では、カウンタ検出
部13としてクランク角センサを用いてTDCを検出す
る場合について説明したが、気筒内の圧力を測定するの
に用いられる内圧センサを用いるようにしてもよい。T
DC検出ではミスファイア等の場合もカウントしてしま
うのに対して、内圧センサを用いることで気筒内爆発を
確実に検出することができ、より高精度で信頼性の高い
空燃比制御を行うことができる。
In the first embodiment, the case where TDC is detected by using a crank angle sensor as the counter detector 13 has been described. However, an internal pressure sensor used to measure the pressure in the cylinder is used. You may. T
While DC detection counts misfires, etc., internal pressure sensors can be used to reliably detect explosions in cylinders and provide more accurate and reliable air-fuel ratio control. Can be.

【0023】このように本実施の形態1によれば、内燃
機関であるエンジン11の運転状態を表すパラメータを
検出する状態検出部12と、エンジン11始動後からの
気筒内爆発回数をカウントするためのカウンタ検出部1
3と、上記運転状態を表わすパラメータと気筒内爆発回
数よりエンジン11の始動直後の空燃比を推定する空燃
比推定手段14を設け、吸気管温度上昇変化を気筒内爆
発回数と関連付けて取り扱うようにしたので、空燃比セ
ンサの入力項が無い始動時ニューロエンジンモデルの構
成でもエンジン始動時の過渡状態量を予測推定すること
ができ、この推定値を用いて始動時の燃料噴射量を算出
して高精度な空燃比制御を行うことができる。
As described above, according to the first embodiment, the state detecting unit 12 for detecting the parameter representing the operating state of the engine 11 which is an internal combustion engine, and for counting the number of in-cylinder explosions after the engine 11 starts. Counter detector 1
3 and air-fuel ratio estimating means 14 for estimating the air-fuel ratio immediately after the start of the engine 11 from the parameters representing the operating state and the number of in-cylinder explosions, so that the intake pipe temperature rise change is handled in association with the number of in-cylinder explosions. Therefore, even in the configuration of the start-up neuro engine model having no input term of the air-fuel ratio sensor, it is possible to predict and estimate the transient state amount at the time of engine start, and calculate the fuel injection amount at start-up using this estimated value. Highly accurate air-fuel ratio control can be performed.

【0024】実施の形態2.次に本発明の実施の形態2
による空燃比制御装置について説明する。空燃比を出力
とするNNを用いた制御系では、目標空燃比との偏差を
ゼロとするフィードバック制御を行うが、この時、安定
な制御ゲインを設定する理論的方法が無く、机上シミュ
レーションおよび実車実験の繰り返しにより制御ゲイン
を調整しなければならないという問題が生じる。
Embodiment 2 FIG. Next, Embodiment 2 of the present invention
Will be described. In a control system using an NN that outputs an air-fuel ratio, feedback control is performed so that a deviation from a target air-fuel ratio is zero. At this time, there is no theoretical method for setting a stable control gain. A problem arises in that the control gain must be adjusted by repeating the experiment.

【0025】そこで、本実施の形態2では、エンジン始
動時の空燃比動特性をニューロにより学習し、このよう
にして得られたNNエンジンモデルを用いて始動時空燃
比が目標空燃比となる燃料噴射量を演算するようにした
ものである。
Therefore, in the second embodiment, the air-fuel ratio dynamic characteristics at the time of engine start are learned by neuro, and the fuel injection at the start air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio using the NN engine model obtained in this way. It is designed to calculate the quantity.

【0026】以下、燃料噴射量の演算方法について説明
する。図3は、本実施の形態3による空燃比制御装置に
おけるエンジン始動時の燃料補正パラメータKgfを算出
する際のフローチャートを示す。
Hereinafter, a method of calculating the fuel injection amount will be described. FIG. 3 shows a flow chart for calculating a fuel correction parameter Kgf at the time of engine start in the air-fuel ratio control device according to the third embodiment.

【0027】まず、ステップ301により、エンジン始
動時の空燃比動特性を表現する出力空燃比A/Fのニュ
ーロエンジンモデルを学習し、次いでステップ302に
より、このニューロエンジンモデルと評価実車データと
を用いて、空燃比が目標空燃比となる目標燃料噴射量G
fnnを算出する。次いでステップ303により、上記
目標燃料噴射量Gfnnと評価実車データの燃料噴射量
Gfより、エンジン始動時の燃料補正パラメータKgfを
算出する。
First, at step 301, a neuro engine model of the output air-fuel ratio A / F expressing the air-fuel ratio dynamic characteristics at the time of engine start is learned. Then, at step 302, the neuro engine model and the evaluation actual vehicle data are used. The target fuel injection amount G at which the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio
fnn is calculated. Next, at step 303, a fuel correction parameter Kgf at the time of starting the engine is calculated from the target fuel injection amount Gfnn and the fuel injection amount Gf of the evaluation actual vehicle data.

【0028】この時、上記ニューロエンジンモデルとし
ては、図4の(a),(b)に示すように、出力が空燃
比であるニューラルネットワークNN1(図4(a))
でもよく、また、出力が燃料噴射量Gfであるニューラ
ルネットワークNN2(図4(b))でもよい。
At this time, as shown in FIGS. 4A and 4B, the neural engine model NN1 whose output is the air-fuel ratio (FIG. 4A)
Alternatively, the neural network NN2 whose output is the fuel injection amount Gf (FIG. 4B) may be used.

【0029】図5に、それぞれのニューロエンジンモデ
ルを用いた場合の、空燃比が目標空燃比となる目標燃料
噴射量Gfnnの導出方法を示す。図5(a)は、出力
が空燃比として学習されたニューラルネットワークNN
1を用いて、目標燃料噴射量Gfnnを算出する方法を
示した図であり、時刻kの入力データ列を用いたニュー
ラルネットワークNN1の出力A/Fnn(k)が目標
空燃比A/Ftとなるように、ニューラルネットワーク
NN1の入力である燃料噴射量Gfを修正し、目標燃料
噴射量Gfnn(k)を算出する。
FIG. 5 shows a method of deriving the target fuel injection amount Gfnn at which the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio when each neuro engine model is used. FIG. 5A shows a neural network NN whose output is learned as an air-fuel ratio.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of calculating a target fuel injection amount Gfnn using No. 1, and an output A / Fnn (k) of a neural network NN1 using an input data sequence at time k becomes a target air-fuel ratio A / Ft. As described above, the fuel injection amount Gf, which is an input of the neural network NN1, is corrected, and the target fuel injection amount Gfnn (k) is calculated.

【0030】図5(b)は、出力が燃料噴射量Gfであ
るため、入力データの空燃比A/Fを目標空燃比A/F
tに変更し、ニューラルネットワークNN2の入力デー
タ列とすることにより、目標燃料噴射量Gfnnがニュ
ーラルネットワークNN2の出力として算出される。
In FIG. 5B, since the output is the fuel injection amount Gf, the air-fuel ratio A / F of the input data is changed to the target air-fuel ratio A / F.
The target fuel injection amount Gfnn is calculated as the output of the neural network NN2 by changing to t and using the input data sequence of the neural network NN2.

【0031】上記、何れかの方法により目標燃料噴射量
Gfnnが算出されると、もとの燃料噴射量Gfを補正
するための補正パラメータKgfは、例えば次式により
求められる。
When the target fuel injection amount Gfnn is calculated by any of the above methods, a correction parameter Kgf for correcting the original fuel injection amount Gf is obtained by the following equation, for example.

【0032】[0032]

【数1】 (Equation 1)

【0033】また、補正パラメータKgfを直接ニュー
ラルネットワークの出力として算出する方法を用いても
よい。図6に補正パラメータKgfを出力とするニュー
ラルネットワークNN3の学習方法を示す。また、この
ニューラルネットワークNN3を用いた制御システム構
成を図7に示す。
A method of directly calculating the correction parameter Kgf as an output of the neural network may be used. FIG. 6 shows a method of learning the neural network NN3 that outputs the correction parameter Kgf. FIG. 7 shows a control system configuration using the neural network NN3.

【0034】エンジン71より運転状態パラメータを検
出し、補正パラメータ演算部72により上記ニューラル
ネットワークNN3のニューロ演算を行い、補正パラメ
ータKgfを算出する。この補正パラメータKgfを用
い、始動燃料演算部73によりエンジン始動時の空燃比
が目標空燃比となる目標燃料噴射量Gfnnが計算され
る。
An operating state parameter is detected from the engine 71, and a neural operation of the neural network NN3 is performed by a correction parameter calculating section 72 to calculate a correction parameter Kgf. Using the correction parameter Kgf, the target fuel injection amount Gfnn at which the air-fuel ratio at the time of starting the engine becomes the target air-fuel ratio is calculated by the starting fuel calculating unit 73.

【0035】なお、補正パラメータKgfが時系列デー
タ等のマップ値として与えられる場合は、補正パラメー
タ演算部72はマップ検索を行うこととなる。上記構成
とすることにより、エンジン始動時の空燃比が目標空燃
比となる燃料噴射量を一意に算出することが可能とな
る。
When the correction parameter Kgf is given as a map value such as time-series data, the correction parameter calculator 72 performs a map search. With the above configuration, it is possible to uniquely calculate the fuel injection amount at which the air-fuel ratio at the time of starting the engine becomes the target air-fuel ratio.

【0036】実施の形態3.次に本発明の実施の形態3
による空燃比制御装置について説明する。既に述べたよ
うに、噴射された燃料全てが気筒内に流入して燃焼に寄
与するわけではなく、その一部は吸気管壁面に付着す
る。この付着量はエンジン暖機後の定常状態ではほぼ一
定であるため特に問題とはならないが、エンジン始動直
後などの過渡時等には問題となる。特に低温時のエンジ
ン始動時等は失火等を回避するために一般的に燃料噴射
量を通常よりも多く噴射されており、しかもエンジン
(吸気管)温度の上昇等、運転状態が急激に変化するた
め、燃料付着動特性も大きく変化する。このため、エン
ジン始動時における、空燃比を目標空燃比とする燃料噴
射量制御を行うことが必要となる。
Embodiment 3 Next, Embodiment 3 of the present invention
Will be described. As described above, not all the injected fuel flows into the cylinder and contributes to combustion, and a part of the fuel adheres to the intake pipe wall surface. This amount of adhesion is not particularly problematic because it is almost constant in a steady state after the engine is warmed up, but it becomes a problem at the time of transition, such as immediately after the start of the engine. In particular, when the engine is started at a low temperature, the fuel injection amount is generally injected more than usual in order to avoid a misfire or the like, and the operating state changes rapidly, such as an increase in the engine (intake pipe) temperature. Therefore, the fuel adhesion dynamics also change greatly. For this reason, it is necessary to perform fuel injection amount control at the time of starting the engine so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio.

【0037】ここで図8に、燃料付着の概念図を示す。
図8において、80は燃料を吸気管81内に噴射する燃
料噴射ノズル(インジェクタ)、83はその内部にピス
トン84を収納するシリンダブロック、86はシリンダ
ブロック83に接続された排気管であり、ピストン84
と吸気弁82と排気弁85によって囲まれたシリンダブ
ロック83内の空間に燃焼室87が形成されるようにな
っている。燃料噴射量をGf、前記燃料噴射量のうち気
筒へ直接流入する比を表す直接率をX、吸気管付着燃料
量をMf、この吸気管付着燃料から蒸発し気筒へ流入す
る動特性を表現する蒸発時定数をτ、気筒流入燃料量を
Gfeとすると、燃料付着モデルは次式で表現できる。
FIG. 8 shows a conceptual diagram of fuel adhesion.
8, reference numeral 80 denotes a fuel injection nozzle (injector) for injecting fuel into an intake pipe 81; 83, a cylinder block accommodating a piston 84 therein; 86, an exhaust pipe connected to the cylinder block 83; 84
A combustion chamber 87 is formed in a space inside a cylinder block 83 surrounded by the intake valve 82 and the exhaust valve 85. The fuel injection amount is Gf, the direct ratio representing the ratio of the fuel injection amount directly flowing into the cylinder is X, the fuel amount attached to the intake pipe is Mf, and the dynamic characteristics of evaporating from the fuel attached to the intake pipe and flowing into the cylinder are expressed. Assuming that the evaporation time constant is τ and the amount of fuel flowing into the cylinder is Gfe, the fuel adhesion model can be expressed by the following equation.

【0038】[0038]

【数2】 (Equation 2)

【0039】そして、上式を離散化し、吸気管付着量M
fを消去すると以下の燃料付着モデルが得られる。
Then, the above equation is discretized, and the intake pipe adhesion amount M
When f is eliminated, the following fuel adhesion model is obtained.

【0040】[0040]

【数3】 (Equation 3)

【0041】ここで、a=X、b=1/τである。Here, a = X and b = 1 / τ.

【0042】図9に、本発明のエンジン始動時ニューロ
エンジンモデルを用いたエンジン始動時吸気管付着モデ
ルのパラメータ導出方法の一例を示す。図において、N
N4は、出力が付着パラメータa,bのニューラルネッ
トワークである。この出力であるann,bnnと目標気筒
燃料流入量Gfetと前記付着モデルH(z)より、燃
料噴射量Gfを算出し、これを上記始動時ニューロエン
ジンモデルより算出された目標空燃比となる始動時燃料
噴射量Gfnnと比較し、この誤差がゼロとなるようニ
ューラルネットワークNN4の結合係数について修正、
学習を行う。
FIG. 9 shows an example of a method for deriving parameters of an intake pipe adhesion model at the time of engine start using the neuro engine model at the time of engine start of the present invention. In the figure, N
N4 is a neural network whose output is the adhesion parameters a and b. The fuel injection amount Gf is calculated from the output ann, bnn, the target cylinder fuel inflow amount Gfet, and the adhesion model H (z), and the calculated fuel injection amount Gf is set to the target air-fuel ratio calculated by the above-described start-time neuro engine model. Compared with the hourly fuel injection amount Gfnn, the coupling coefficient of the neural network NN4 is corrected so that this error becomes zero,
Do the learning.

【0043】こうして求められたニューラルネットワー
クNN4を用いた燃料噴射制御システムの構成図を図1
0に示す。エンジン101より、ニューラルネットワー
クNN4の入力データとなる運転状態パラメータを検出
し、ニューラルネットワークNN4の演算部102によ
り、推定付着パラメータann,bnnを算出し、この推定
付着パラメータと目標気筒燃料流入量Gfetとに基づ
いて、燃料演算部103により空燃比が目標空燃比とな
る燃料噴射量Gfを演算することができる。
FIG. 1 is a block diagram of a fuel injection control system using the neural network NN4 thus obtained.
0 is shown. The engine 101 detects an operating state parameter that is input data of the neural network NN4, and the arithmetic unit 102 of the neural network NN4 calculates estimated adhesion parameters ann and bnn, and calculates the estimated adhesion parameter and the target cylinder fuel inflow Gfet. , The fuel calculation unit 103 can calculate the fuel injection amount Gf at which the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio.

【0044】なお、算出された前記付着パラメータは、
得られたポイントを単に連結しただけでは鋸歯形状とな
るために、ローパスフィルタ等のフィルタを通す等の処
理を施すことにより平滑化し、滑らかな曲線形状を有す
るものとすることで、気筒バラツキやノイズによる誤差
を小さくすることができる。
The calculated adhesion parameter is:
Since simply connecting the obtained points results in a saw-tooth shape, the points are smoothed by applying a process such as passing through a filter such as a low-pass filter, and by having a smooth curve shape, cylinder variations and noise are reduced. Can be reduced.

【0045】このように本実施の形態3によれば、エン
ジン始動時の空燃比動特性を表現するニューロエンジン
モデルを用い、エンジン始動時の吸気管付着パラメータ
とエンジン始動時吸気管付着モデルとを用いてエンジン
始動時の燃料噴射量を演算するようにしたから、気筒内
に入る燃料が目標気筒燃料量(燃焼結果A/F=目標A
/F,となる気筒内燃料量)となるような燃料噴射量
を、一意に決定することが可能となる。
As described above, according to the third embodiment, using the neuro engine model expressing the air-fuel ratio dynamic characteristics at the time of engine start, the intake pipe adhesion parameter at the time of engine start and the intake pipe adhesion model at the time of engine start are determined. Is used to calculate the fuel injection amount when the engine is started, so that the fuel entering the cylinder is the target cylinder fuel amount (combustion result A / F = target A).
/ F, the fuel injection amount) can be uniquely determined.

【0046】実施の形態4.次に、本発明の実施の形態
4による空燃比制御装置について説明する。低温時のエ
ンジン始動時においては、気筒内に流入する燃料のう
ち、一部の燃料は燃焼されず、シリンダ内に燃料付着と
して残ってしまう。このため、より高精度な空燃比制御
を行うためには、シリンダ内の付着モデルを構築する必
要がある。
Embodiment 4 FIG. Next, an air-fuel ratio control device according to Embodiment 4 of the present invention will be described. When the engine is started at a low temperature, some of the fuel flowing into the cylinder is not burned, but remains in the cylinder as fuel. For this reason, in order to perform more accurate air-fuel ratio control, it is necessary to construct an adhesion model in the cylinder.

【0047】図11(a),(b)に、シリンダ内の燃
料付着の概念図を示す。図11(a)において、110
は燃料を吸気管111内に噴射する燃料噴射ノズル(イ
ンジェクタ)、113はその内部にピストン114を収
納するシリンダブロック、116はシリンダブロック1
13に接続された排気管であり、ピストン114と吸気
弁112と排気弁115によって囲まれたシリンダブロ
ック113内の空間に燃焼室117が形成されるように
なっている。気筒流入燃料量Gfeのうち全ての燃料が
燃焼に寄与せず、一部はシリンダヘッド等に付着し、燃
料液膜を構築する。よって、シリンダ付着モデルも、前
記吸気管付着モデルの考えと同様に考えることにより、
図11(b)のように考えることができ、次式で表すこ
とができる。
FIGS. 11 (a) and 11 (b) show conceptual diagrams of fuel adhesion in the cylinder. In FIG. 11A, 110
Is a fuel injection nozzle (injector) for injecting fuel into the intake pipe 111, 113 is a cylinder block that houses a piston 114 therein, and 116 is a cylinder block 1
A combustion chamber 117 is formed in a space inside a cylinder block 113 surrounded by a piston 114, an intake valve 112, and an exhaust valve 115. All of the fuel in the cylinder inflow fuel amount Gfe does not contribute to the combustion, and a part of the fuel adheres to the cylinder head or the like to form a fuel liquid film. Therefore, by considering the cylinder attachment model in the same manner as the intake pipe attachment model,
It can be considered as shown in FIG. 11B and can be expressed by the following equation.

【0048】[0048]

【数4】 (Equation 4)

【0049】ここで、cは気筒に流入した燃料のうち実
際に燃焼に寄与した燃料量の比を表す燃焼寄与率であ
り、dはシリンダヘッド等に付着している液膜から燃料
が蒸発する時の蒸発時定数τの逆数を示す、また、Gf
* は実際に気筒内で燃焼した燃料量である。よって、
数式3、数式4より次の数式5が導かれる。
Here, c is a combustion contribution ratio representing the ratio of the amount of fuel actually contributing to the combustion in the fuel flowing into the cylinder, and d is the fuel evaporated from the liquid film adhering to the cylinder head or the like. Is the reciprocal of the evaporation time constant τ, and Gf
e * is the amount of fuel actually burned in the cylinder. Therefore,
The following Expression 5 is derived from Expressions 3 and 4.

【0050】[0050]

【数5】 (Equation 5)

【0051】図12に、本実施の形態4による空燃比制
御装置を構成する始動時ニューロエンジンモデルを用い
たエンジン始動時シリンダ付着モデルのパラメータ導出
方法を示す。
FIG. 12 shows a method for deriving the parameters of the cylinder adhesion model at engine start using the neuro engine model at start which constitutes the air-fuel ratio control device according to the fourth embodiment.

【0052】NN5演算部124はその出力がシリンダ
付着パラメータc,dとなるニューラルネットワークで
ある。この出力であるcnn,dnnと、目標気筒燃料燃焼
量Gfet* と前記シリンダ付着モデルF(z)123
より、気筒流入燃料量Gfeを算出し、吸気管付着パラ
メータ発生器121の出力であるann,bnnと、前記気
筒流入燃料量Gfeと、前記吸気管付着モデルH(z)
122とにより、燃料噴射量Gfを算出し、この燃料噴
射量Gfと前記始動時ニューロエンジンモデルより算出
された目標空燃比となる始動時燃料噴射量Gfnnとを
比較し、この誤差がゼロとなるよう前記NN5の結合係
数につき修正、学習を行う。
The NN5 calculation unit 124 is a neural network whose output is the cylinder adhesion parameters c and d. The outputs cnn and dnn, the target cylinder fuel combustion amount Gfet *, and the cylinder adhesion model F (z) 123
Then, the cylinder inflow fuel amount Gfe is calculated, and the outputs ann and bnn of the intake pipe adhesion parameter generator 121, the cylinder inflow fuel amount Gfe, and the intake pipe adhesion model H (z) are calculated.
122, the fuel injection amount Gf is calculated, and the fuel injection amount Gf is compared with the starting fuel injection amount Gfnn which is the target air-fuel ratio calculated from the starting neuroengine model, and this error becomes zero. As described above, the coupling coefficient of the NN5 is corrected and learned.

【0053】こうして、求められたNN5を用いた燃料
噴射制御システムの構成図を図13に示す。エンジン1
31より各種運転状態パラメータを検出し、これらを吸
気管付着パラメータ発生器132およびNN5演算部1
33の入力データとして与え、それぞれ吸気管付着パラ
メータann,bnnおよびシリンダ付着パラメータcnn,
dnnを算出し、これら推定付着パラメータと目標気筒燃
料燃焼量Gfet* と吸気管付着モデルH(z)13
4,シリンダ付着モデルF(z)135とに基づいて、
空燃比が目標空燃比となる燃料噴射量Gfを演算するこ
とができる。
FIG. 13 shows a configuration diagram of the fuel injection control system using the NN5 obtained as described above. Engine 1
31, various operating state parameters are detected, and these are detected by the intake pipe adhesion parameter generator 132 and the NN5 arithmetic unit 1.
33, the intake pipe adhesion parameters ann and bnn and the cylinder adhesion parameters cnn and cnn, respectively.
The estimated adhesion parameter, the target cylinder fuel combustion amount Gfet *, and the intake pipe adhesion model H (z) 13 are calculated.
4, based on the cylinder attachment model F (z) 135,
The fuel injection amount Gf at which the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio can be calculated.

【0054】なお、ここで算出された付着パラメータに
も、上記実施の形態3と同様にフィルターを適用するこ
とにより、気筒バラツキやノイズによる誤差を小さくす
ることができる。また、前記吸気管付着パラメータ発生
器132についてもこれをニューラルネットワークで構
築してもよい。
By applying a filter to the calculated adhesion parameter in the same manner as in the third embodiment, errors due to cylinder variations and noise can be reduced. Further, the intake pipe adhesion parameter generator 132 may be constructed by a neural network.

【0055】このように本実施の形態4によれば、吸気
管付着モデルを導入するとともに、シリンダ内付着モデ
ルを導入した構成としたので、始動時の複雑なエンジン
挙動をより正確に表現することが可能となり、空燃比制
御性能をさらに一層向上させることができるという効果
がある。
As described above, according to the fourth embodiment, since the intake pipe attachment model is introduced and the cylinder attachment model is introduced, complicated engine behavior at the start can be represented more accurately. Thus, there is an effect that the air-fuel ratio control performance can be further improved.

【0056】また、上記シリンダ付着モデルを以下に示
すように考えて構成してもよい。即ち始動時ニューロエ
ンジンモデルを用いて、ガソリン蒸発温度を考慮に入れ
たエンジン始動時吸気管付着モデルおよびシリンダ付着
モデルのパラメータを導出する。以下、具体的な方法に
ついて説明する。
Further, the cylinder attachment model may be configured by considering the following. That is, the parameters of the intake pipe attachment model and the cylinder attachment model at the time of engine start taking into account the gasoline evaporation temperature are derived using the start-time neuro engine model. Hereinafter, a specific method will be described.

【0057】ガソリンの蒸発率はシリンダ壁面温度に応
じて上昇する。この特性は事前に分かっているため、こ
れを先験的知識として利用するものである。シリンダの
壁面温度はエンジン始動からのTDC数、即ちTcou
ntに対し、図14に示すような特性がある(図14
中、TDC数の代わりに気筒内爆発回数でも可)。ま
た、ガソリン蒸発率P(P(t))は、図15に示すよ
うに、シリンダ壁面温度Tpに対し温度が高ければ高い
ほど蒸発率Pも1(100%全て燃焼に寄与)に近づく
特性を持っている。
The gasoline evaporation rate increases with the cylinder wall temperature. Since this property is known in advance, it is used as a priori knowledge. The wall surface temperature of the cylinder is determined by the number of TDCs since the start of the engine, that is, Tcou.
nt has characteristics as shown in FIG.
Medium, the number of explosions in the cylinder may be used instead of the TDC number). Further, as shown in FIG. 15, the gasoline evaporation rate P (P (t)) has such a characteristic that the higher the temperature is with respect to the cylinder wall surface temperature Tp, the closer the evaporation rate P becomes to 1 (100% all contribute to combustion). have.

【0058】よって、このガソリン蒸発率Pの動特性を
考慮に入れたシリンダ付着モデルは、図16(a)に示
すような構成となる。すなわち、図16(b)に示す通
り、前述した図12の方法と同様に、蒸発率P、推定付
着パラメータann,bnn、目標気筒燃料燃焼量Gfet
* を与え、燃焼寄与率eをニューラルネットワークを用
いて導出すればよい。
Therefore, the cylinder attachment model taking into account the dynamic characteristics of the gasoline evaporation rate P has a configuration as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 16B, similarly to the method of FIG. 12, the evaporation rate P, the estimated adhesion parameters ann, bnn, and the target cylinder fuel combustion amount Gfet, as shown in FIG.
* , And the combustion contribution rate e may be derived using a neural network.

【0059】以上のように、吸気管付着モデル並びにシ
リンダ付着モデルを、ガソリン蒸発温度(先験的知識)
を考慮に入れた構成とすることにより、該モデルはより
物理特性に応じたモデルとなり、制御精度がより向上す
る効果を得ることができる。またシリンダ付着モデルの
導出パラメータ数の削減にも効果を奏する。
As described above, the intake pipe adhesion model and the cylinder adhesion model are determined by the gasoline evaporation temperature (a priori knowledge).
Is taken into account, the model becomes a model more suited to physical characteristics, and an effect of further improving control accuracy can be obtained. It is also effective in reducing the number of derived parameters of the cylinder attachment model.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上のように本発明の請求項1にかかる
空燃比制御装置によれば、エンジン始動からの気筒内爆
発回数を用いて、エンジン始動時の空燃比を推定する構
成とするようにしたので、気筒内温度変化を考慮に入れ
ることができるため、非線形性が非常に強い始動時の空
燃比推定を精度よく行うことができるという効果があ
る。
As described above, according to the air-fuel ratio control apparatus according to the first aspect of the present invention, the air-fuel ratio at the time of starting the engine is estimated using the number of explosions in the cylinder since the start of the engine. Therefore, the in-cylinder temperature change can be taken into account, so that there is an effect that the air-fuel ratio can be accurately estimated at the time of starting which has a very strong nonlinearity.

【0061】また、ニューロエンジンモデルを用いて、
これより始動時燃料補正パラメータを導出し、始動時の
燃料噴射量を演算するようにしたので、始動時の空燃比
が目標空燃比となる空燃比制御を行うことができるとい
う効果がある。
Further, using a neuro engine model,
From this, the starting fuel correction parameter is derived and the fuel injection amount at the time of starting is calculated, so that there is an effect that the air-fuel ratio control at which the air-fuel ratio at the time of starting becomes the target air-fuel ratio can be performed.

【0062】また、ニューラルネットワークエンジンモ
デルより吸気管付着パラメータを算出するようにしたの
で、気筒内に入る燃料が目標気筒燃料量(燃焼結果A/
F=目標A/Fとなる気筒内燃料量)となるような燃料
噴射量を、一意に決定することが可能となるという効果
がある。
Further, since the intake pipe adhesion parameter is calculated from the neural network engine model, the fuel entering the cylinder is equal to the target cylinder fuel amount (combustion result A /
There is an effect that it is possible to uniquely determine a fuel injection amount that satisfies F = in-cylinder fuel amount that becomes a target A / F).

【0063】また、吸気管付着モデルに加えて、シリン
ダ付着モデルを導入した構成としたので、始動時の複雑
なエンジン挙動をより正確に表現することが可能とな
り、空燃比制御性能をより向上させることができるとい
う効果がある。
In addition, since a cylinder attachment model is introduced in addition to the intake pipe attachment model, complicated engine behavior at the time of starting can be more accurately expressed, and the air-fuel ratio control performance is further improved. There is an effect that can be.

【0064】さらに、ガソリン蒸発温度(先験的知識)
を考慮に入れたシリンダ付着モデルを構築するようにし
たので、より物理特性に応じたモデルとなり制御精度の
向上を期待でき、また、シリンダ付着モデルの導出パラ
メータ数を削減することができ、演算を簡単にすること
ができるという効果がある。
Further, the gasoline evaporation temperature (a priori knowledge)
The cylinder adhesion model that takes into account the above is constructed, so that it becomes a model that is more suited to the physical characteristics, control accuracy can be improved, and the number of derived parameters of the cylinder adhesion model can be reduced. The effect is that it can be simplified.

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

【図1】本発明の実施の形態1にかかる空燃比制御装置
の機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram of an air-fuel ratio control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記本実施の形態1による空燃比制御装置の空
燃比設定手段をニューラルネットワークを用いて構築し
た場合の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram when an air-fuel ratio setting unit of the air-fuel ratio control device according to the first embodiment is constructed using a neural network.

【図3】本実施の形態2による空燃比制御装置における
エンジン始動時の補正パラメータを算出する際のフロー
チャートを示す図である。
FIG. 3 is a view showing a flowchart when calculating a correction parameter at the time of engine start in the air-fuel ratio control device according to the second embodiment.

【図4】上記実施の形態2による空燃比制御装置のニュ
ーロエンジンモデルの構成を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a configuration of a neuro engine model of the air-fuel ratio control device according to the second embodiment.

【図5】上記実施の形態2による空燃比制御装置の目標
燃料噴射量を導出する方法を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of deriving a target fuel injection amount of the air-fuel ratio control device according to the second embodiment.

【図6】上記実施の形態2による空燃比制御装置の補正
パラメータを出力とするニューラルネットワークの学習
方法を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a learning method of a neural network that outputs a correction parameter of the air-fuel ratio control device according to the second embodiment.

【図7】上記実施の形態2による空燃比制御装置におい
て、補正パラメータを出力とするニューラルネットワー
クを用いた制御システム構成を説明するための機能ブロ
ック図である。
FIG. 7 is a functional block diagram for explaining a control system configuration using a neural network that outputs correction parameters in the air-fuel ratio control device according to the second embodiment.

【図8】本実施の形態3による空燃比制御装置において
用いられる吸気管燃料付着モデルを説明するための図で
ある。
FIG. 8 is a view for explaining an intake pipe fuel adhesion model used in the air-fuel ratio control device according to the third embodiment.

【図9】本実施の形態3の空燃比制御装置による吸気管
付着パラメータの導出方法を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of deriving an intake pipe adhesion parameter by the air-fuel ratio control device according to the third embodiment.

【図10】上記実施の形態3の空燃比制御装置であるニ
ューラルネットワークを用いた燃料噴射制御システムの
構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a fuel injection control system using a neural network which is the air-fuel ratio control device according to the third embodiment.

【図11】本実施の形態4による空燃比制御装置におい
て用いられるシリンダ付着モデルを説明するための図で
ある。
FIG. 11 is a diagram for explaining a cylinder adhesion model used in the air-fuel ratio control device according to the fourth embodiment.

【図12】上記実施の形態4による空燃比制御装置によ
る始動時ニューロエンジンモデルを用いたエンジン始動
時シリンダ付着パラメータの導出方法を説明するための
図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a method for deriving an engine start-time cylinder attachment parameter using a start-up neuro engine model by the air-fuel ratio control device according to the fourth embodiment.

【図13】上記実施の形態4の空燃比制御装置であるニ
ューラルネットワークを用いた燃料噴射制御システムの
構成を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a fuel injection control system using a neural network which is the air-fuel ratio control device according to the fourth embodiment.

【図14】上記実施の形態4による空燃比制御装置にお
いて、エンジン始動時からのTDC数とシリンダ壁面温
度との関係を示す特性図である。
FIG. 14 is a characteristic diagram showing a relationship between the number of TDCs and the cylinder wall surface temperature from the start of the engine in the air-fuel ratio control device according to the fourth embodiment.

【図15】上記実施の形態4による空燃比制御装置にお
いて、ガソリンの蒸発率とシリンダ壁面温度との関係を
示す特性図である。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing a relationship between a gasoline evaporation rate and a cylinder wall surface temperature in the air-fuel ratio control device according to the fourth embodiment.

【図16】本実施の形態4による空燃比制御装置であ
る、ガソリン蒸発率の動特性を考慮に入れたシリンダ付
着モデルを示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a cylinder attachment model that takes into account dynamic characteristics of gasoline evaporation rate, which is an air-fuel ratio control device according to Embodiment 4.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 エンジン 12 状態検出部 13 カウンタ検出部 14 空燃比推定手段 15 補償器 72 補正パラメータ演算部 80,110 燃料噴射ノズル 81,111 吸気管 82,112 吸気弁 83,113 シリンダブロック 84,114 ピストン 85,115 排気弁 86,116 排気管 87,117 燃焼室 73 始動燃料演算部 102 ニューロ演算部 103 燃料演算部 121 吸気管付着パラメータ発生器 122 吸気管付着モデル演算部 123 シリンダ付着モデル算出部 173 付着パラメータテーブル 182 過渡付着パラメータ推定部 183 定常付着パラメータマップ 184 付着パラメータ修正部 192 修正係数算出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Engine 12 State detection part 13 Counter detection part 14 Air-fuel ratio estimation means 15 Compensator 72 Correction parameter calculation part 80, 110 Fuel injection nozzle 81, 111 Intake pipe 82, 112 Intake valve 83, 113 Cylinder block 84, 114 Piston 85, 115 Exhaust valve 86, 116 Exhaust pipe 87, 117 Combustion chamber 73 Starting fuel calculation unit 102 Neuro calculation unit 103 Fuel calculation unit 121 Intake pipe adhesion parameter generator 122 Intake pipe adhesion model calculation unit 123 Cylinder adhesion model calculation unit 173 Adhesion parameter table 182 Transient adhesion parameter estimation unit 183 Steady adhesion parameter map 184 Adhesion parameter correction unit 192 Correction coefficient calculation unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 徹 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 黒川 直洋 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 加藤 彰 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toru Kitamura 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Prefecture Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Naohiro Kurokawa 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Akira Kato 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御す
る装置であって、 内燃機関の運転状態を表すパラメータを検出する状態検
出部と、 エンジン始動後からの気筒内爆発回数をカウントするた
めのカウンタ検出部と、 上記運転状態パラメータと気筒内爆発回数より内燃機関
の始動直後の空燃比を推定する空燃比推定手段とを備え
たことを特徴とする空燃比制御装置。
1. An apparatus for controlling an air-fuel ratio at the time of fuel injection of an internal combustion engine, comprising: a state detection unit for detecting a parameter representing an operation state of the internal combustion engine; and counting the number of cylinder explosions since the start of the engine. And an air-fuel ratio estimating means for estimating an air-fuel ratio immediately after the start of the internal combustion engine from the operating state parameter and the number of explosions in a cylinder.
【請求項2】 請求項1記載の空燃比制御装置におい
て、 上記空燃比推定手段は、上記運転状態パラメータと気筒
内爆発回数とをその入力パラメータとし、その出力をエ
ンジン始動時空燃比とするニューラルネットワークによ
り上記内燃機関の始動直後の空燃比を推定するものであ
ることを特徴とする空燃比制御装置。
2. The neural network according to claim 1, wherein the air-fuel ratio estimating means uses the operating state parameter and the number of cylinder explosions as its input parameters, and its output as an air-fuel ratio at engine start. An air-fuel ratio immediately after the start of the internal combustion engine.
【請求項3】 内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御す
る装置であって、 エンジン始動時の空燃比動特性を表現するニューロエン
ジンモデルを用い、 空燃比が目標空燃比となる燃料噴射量Toutnnを求
め、該Toutnnよりエンジン始動時燃料補正パラメ
ータを算出する補正パラメータ算出部と、 上記エンジン始動時燃料補正パラメータを用い始動時の
燃料噴射量を演算するエンジン始動燃料演算部とを備え
たことを特徴とする空燃比制御装置。
3. An apparatus for controlling an air-fuel ratio at the time of fuel injection of an internal combustion engine, wherein the fuel injection amount is such that the air-fuel ratio becomes a target air-fuel ratio using a neuro-engine model expressing an air-fuel ratio dynamic characteristic at the time of engine start. A correction parameter calculation unit for calculating Toutnn and calculating an engine start fuel correction parameter from the Toutnn; and an engine start fuel calculation unit for calculating a fuel injection amount at start using the engine start fuel correction parameter. An air-fuel ratio control device characterized by the following.
【請求項4】 内燃機関の燃料噴射時の空燃比を制御す
る装置であって、 エンジン始動時の空燃比動特性を表現するニューロエン
ジンモデルを用い、 空燃比が目標空燃比となる燃料噴射量Toutnnを求
め、該Toutnnと、エンジン始動時の吸気管付着モ
デルよりエンジン始動時付着パラメータを算出するエン
ジン始動時付着パラメータ算出部と、 上記エンジン始動時付着パラメータと上記エンジン始動
時の吸気管付着モデルよりエンジン始動時の燃料噴射量
を演算するエンジン始動燃料演算部とを備えたことを特
徴とする空燃比制御装置。
4. An apparatus for controlling an air-fuel ratio at the time of fuel injection of an internal combustion engine, wherein the fuel injection amount is such that the air-fuel ratio becomes a target air-fuel ratio using a neuro-engine model that expresses an air-fuel ratio dynamic characteristic at the time of engine start. Toutnn, an engine start adhesion parameter calculation unit for calculating an engine start adhesion parameter from the Toutnn and an intake pipe adhesion model at engine start, an engine start adhesion parameter, and an intake pipe adhesion model at engine start An air-fuel ratio control device, further comprising: an engine start fuel calculation unit that calculates a fuel injection amount at the time of engine start.
【請求項5】請求項4記載の空燃比制御装置において、 上記エンジン始動時付着パラメータ算出部は、エンジン
始動時の空燃比動特性を表現するニューロエンジンモデ
ルを用い、エンジン始動時のシリンダ付着モデルのパラ
メータを導出し、 上記エンジン始動燃料演算部は、上記エンジン始動時付
着パラメータとして吸気管及びシリンダ付着パラメータ
を用い、これらパラメータと上記エンジン始動時の吸気
管付着モデル及びシリンダ付着モデルよりエンジン始動
時の燃料噴射量を演算することを特徴とする空燃比制御
装置。
5. The air-fuel ratio control device according to claim 4, wherein the engine-start-time adhesion parameter calculation unit uses a neuro-engine model representing an air-fuel ratio dynamic characteristic at the time of engine start, and a cylinder adhesion model at the time of engine start. The engine start fuel calculation unit uses the intake pipe and cylinder adhesion parameters as the engine start adhesion parameters, and calculates the engine start fuel based on these parameters and the intake pipe adhesion model and cylinder adhesion model at engine start. An air-fuel ratio control device, which calculates a fuel injection amount of the air-fuel ratio.
【請求項6】 請求項5記載の空燃比制御装置におい
て、 上記エンジン始動時付着パラメータ算出部は、エンジン
始動時の空燃比動特性を表現するニューロエンジンモデ
ルを用い、ガソリンの蒸発温度を考慮に入れたエンジン
始動時の吸気管モデル及びシリンダ付着モデルのパラメ
ータを導出するものであることを特徴とする空燃比制御
装置。
6. The air-fuel ratio control device according to claim 5, wherein the engine start-time adhesion parameter calculation unit uses a neuro-engine model expressing an air-fuel ratio dynamic characteristic at the time of starting the engine, and takes into consideration the gasoline evaporation temperature. An air-fuel ratio control device for deriving parameters of an intake pipe model and a cylinder adhesion model at the time of starting the inserted engine.
【請求項7】請求項1記載の空燃比制御装置において、 上記カウンタ検出部は、エンジン始動スタート時からの
クランキングからの上死点位置(TDC)カウント数に
基づいて上記気筒内爆発回数をカウントするものである
ことを特徴とする空燃比制御装置。
7. The air-fuel ratio control device according to claim 1, wherein the counter detector detects the number of explosions in the cylinder based on a top dead center (TDC) count from cranking since the start of the engine. An air-fuel ratio control device for counting.
【請求項8】 請求項1記載の空燃比制御装置におい
て、 上記カウンタ検出部は、エンジン始動スタート時からの
上記気筒内爆発回数を、気筒内の圧力を検出する内圧セ
ンサの出力に基づいてカウントするものであることを特
徴とする空燃比制御装置。
8. The air-fuel ratio control device according to claim 1, wherein the counter detector counts the number of explosions in the cylinder from the start of the engine based on an output of an internal pressure sensor that detects a pressure in the cylinder. An air-fuel ratio control device characterized in that:
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