DE112009005032B4 - Control system for intake air for an internal combustion engine - Google Patents

Abstract

Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor, welches Zielansaugluftdurchsatz-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Zielansaugluftdurchsatzes (GAIRCMD) des Motors (1) umfasst, und welches eine Öffnung (TH) eines Regelungs-/Steuerungsventils (3) für Ansaugluft des Motors (1) gemäß dem Zielansaugluftdurchsatz (GAIRCMD) regelt/steuert, wobei das Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Regelungs-/Steuerungsbetrages (THCMD) des Regelungs-/Steuerungsventils (3) für Ansaugluft unter Verwendung eines neuronalen Netzes, in welches Motorbetriebsparameter (PB, PI, NE), die einen Betriebszustand des Motors (1) anzeigen, und der Zielansaugluftdurchsatz (GAIRCMD) eingegeben werden, wobei das neuronale Netz den Regelungs-/Steuerungsbetrag (THCMD) des Regelungs-/Steuerungsventils (3) für Ansaugluft ausgibt; und Berechnungsumschaltmittel zum Beenden der Berechnung des Regelungs-/Steuerungsbetrages (THCMD) durch die Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmittel und Einstellen des Regelungs-/Steuerungsbetrages (THCMD) auf einen vorbestimmten Betrag (THMAX), wenn der Zielansaugluftdurchsatz (GAIRCMD) gleich einem oder größer als ein Bestimmungsansaugluftdurchsatz (GAIRTH) ist.Intake air control system for an internal combustion engine, which includes target intake air flow rate calculating means for calculating a target intake air flow rate (GAIRCMD) of the engine (1), and which has an opening (TH) of an intake air control valve (3) of the engine (1) according to the target intake air flow rate (GAIRCMD), wherein the intake air control / control system is characterized by comprising: control amount calculating means for calculating a control amount (THCMD) of the control valve (3) for intake air using a neural network in which engine operating parameters (PB, PI, NE) indicating an operating condition of the engine (1) and the target intake air flow rate (GAIRCMD) are inputted, the neural network controlling the amount of control (THCMD) of the intake air control valve (3) outputs; and calculation switching means for terminating the calculation of the control amount (THCMD) by the control amount calculating means and setting the control amount (THCMD) to a predetermined amount (THMAX) when the target intake air flow rate (GAIRCMD) is equal to or greater than is a determination intake air flow rate (GAIRTH).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugluft-Regelungs-/Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor, und insbesondere auf ein System zum Regeln/Steuern einer Öffnung eines Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft unter Verwendung eines neuronalen Netzes.The present invention relates to an intake air control system for an internal combustion engine, and more particularly to a system for controlling an opening of an intake air control valve using a neural network.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die JP H11-351045 A zeigt ein Verfahren zum Berechnen einer Ansaugluftmenge eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, einer Kraftstoffeinspritzmenge, eines Ausgabedrehmoments des Motors, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und dergleichen, unter Verwendung eines neuronalen Netzes, in welches Parameter eingegeben werden, die einen Betriebszustand des Motors, wie beispielsweise eine Motordrehgeschwindigkeit, einen Ansaugluftdurchsatz und eine Öffnung eines Regelungs-/Steuerungsventils anzeigen.The JP H11-351045 A FIG. 12 shows a method for calculating an intake air amount of a cylinder of an internal combustion engine, a fuel injection amount, an output torque of the engine, an air-fuel ratio, and the like, using a neural network in which parameters are input that represent an operating state of the engine, such as a Indicate engine speed, an intake air flow rate and an opening of a control valve.

Aus der DE 699 22 736 T2 ist ein Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor bekannt, welches einen Zielansaugluftdurchsatz für ein Ziel-Luft-/Kraftstoffverhältnis berechnet und die Öffnung eines Drosselventils gemäß dem Ziel-Luft-/Kraftstoffverhältnis bzw. dem Zielansaugluftdurchsatz steuert. Ein Regelungs-/Steuerungsbetrag Berechnungsmittel dient zum Berechnen eines Regelungs-/Steuerungsbetrags des Drosselventils unter Verwendung eines neuronalen Netzes, in welches Motorbetriebsparameter und der Zielansaugluftdurchsatz eingegeben werden.From the DE 699 22 736 T2 For example, there is known an intake air control system for an internal combustion engine that calculates a target intake air flow rate for a target air / fuel ratio and controls the opening of a throttle valve according to the target air / fuel ratio and the target intake air flow rate, respectively. A control amount calculating means is for calculating a control amount of the throttle valve by using a neural network in which engine operating parameters and the target intake air flow rate are input.

Die JP 2004-257317 A zeigt ein Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor, das Zielansaugluftdurchsatz-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Zielansaugluftdurchsatzes des Motors umfasst. Ein Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmittel dient zum Berechnen eines Regelungs-/Steuerungsbetrages einer Drosselklappe auf Basis des Zielansaugluftdurchsatzes.The JP 2004-257317 A FIG. 12 shows an intake air control / guidance system for an internal combustion engine including target intake air flow rate calculating means for calculating a target intake air flow rate of the engine. A control amount calculating means is for calculating a control amount of a throttle based on the target intake air flow rate.

Aus der JP S61-129 440 A ist zu entnehmen, dass bei einem Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor ein Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Regelungs-/Steuerungsbetrages vorgesehen sind.From the JP S61-129 440 A It can be seen that in an intake air control / control system for an internal combustion engine, a control amount calculating means for calculating a control amount is provided.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNGOVERVIEW OF THE INVENTION

Durch die Erfindung zu lösenden ProblemeProblems to be solved by the invention

Die Regelung/Steuerung der Ansaugluftmenge kann beispielsweise auf folgender Weise durchgeführt werden: die Ansaugluftmenge eines Zylinders wird unter Verwendung des in JP H11-351045 A gezeigten Verfahrens berechnet und eine Öffnung des Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft wird derart berechnet, dass die berechnete Ansaugluftmenge des Zylinders mit einem Zielwert übereinstimmt.The control of the intake air amount may be performed, for example, in the following manner: the intake air amount of a cylinder is calculated by using the intake air amount JP H11-351045 A and an opening of the intake air control valve is calculated so that the calculated intake air amount of the cylinder coincides with a target value.

Jedoch ist ein Berechnungsaufwand zum Implementieren des neuronalen Netzes sehr hoch im Vergleich zu einem Berechnungsaufwand für die üblichen Regelungs-/Steuerungsoperationen. Dementsprechend steigt die Berechnungsauslastung der Regel-/Steuereinheit (CPU), wodurch es schwierig wird, unter Einsatz einer CPU mit niedriger Betriebsleistung die Echtzeit-Steuerungs-/Regelungsoperationen auszuführen, oder die Genauigkeit des Berechnungsresultats wird reduziert. Andererseits steigen die Herstellungskosten, wenn eine hochleistungsfähige CPU eingesetzt wird.However, a computational effort to implement the neural network is very high compared to computational effort for the usual control operations. Accordingly, the calculation duty of the control unit (CPU) increases, making it difficult to perform the real-time control operations using a low-power CPU, or the accuracy of the calculation result is reduced. On the other hand, the manufacturing cost increases when a high-performance CPU is used.

Die vorliegende Erfindung erfolgte unter Betrachtung der obenbeschriebenen Punkte und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, welches die Berechnung eines Regelungs-/Steuerungsbetrages des Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft durch angemessene Verwendung des neuronalen Netzes ausführt, um eine erforderliche Luftmenge dem Motor zuzuführen, wodurch es möglich wird, die Berechnungsauslastung der Regel-/Steuereinheit, bei Aufrechterhaltung der Berechnungsgenauigkeit zu reduzieren.The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide an intake air control system for an internal combustion engine which can calculate a control amount of the intake air control valve by appropriately using the neural Performs network to supply a required amount of air to the engine, which makes it possible to reduce the calculation utilization of the control / control unit, while maintaining the calculation accuracy.

Mittel zum Lösen der ProblemeMeans of solving the problems

Zum Lösen der obigen Aufgabe stellt die Erfindung gemäß Anspruch 1 ein Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor bereit, welches Zielansaugluftdurchsatz-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Zielansaugluftdurchsatzes (GAIRCMD) des Motors umfasst, und welches eine Öffnung (TH) eines Regelungs-/Steuerungsventils (3) für Ansaugluft des Motors gemäß des Zielansaugluftdurchsatzes regelt/steuert. Das Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft ist dadurch gekennzeichnet, dass es Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmittel und Berechnungsumschaltmittel umfasst. Die Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmittel berechnen ein Regelungs-/Steuerungsbetrag des Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft unter Verwendung eines neuronalen Netzes, in welches Motorbetriebsparameter (PB, PI, NE), die einen Betriebszustand des Motors anzeigen, und der Zielansaugluftdurchsatz (GAIRCMD) eingegeben werden. Das neuronale Netz gibt den Regelungs-/Steuerungsbetrag (THCMD) des Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft aus. Wenn der Zielansaugluftdurchsatz (GAIRCMD) gleich einem oder größer als ein Bestimmungsansaugluftdurchsatz (GAIRTH) ist, beenden die Berechnungsumschaltmittel die Berechnung des Regelungs-/Steuerungsbetrages (THCMD) durch die Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmittel und stellen den Regelungs-/Steuerungsbetrag (THCMD) auf einen vorbestimmten Betrag (THMAX) ein.In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides an intake air control system for an internal combustion engine, which comprises target intake air flow rate calculating means for calculating a target intake air flow rate (GAIRCMD) of the engine, and which is a Opening (TH) of a control valve ( 3 ) for intake air of the engine according to the target intake air flow rate controls. The intake air control system is characterized by comprising control amount calculating means and calculation switching means. The control amount calculating means calculates a control amount of the intake air control valve using a neural network into which engine operating parameters (PB, PI, NE) indicating an operating state of the engine and the target intake air flow rate (GAIRCMD) be entered. The neural network outputs the control amount (THCMD) of the intake air control valve. When the target intake air flow rate (GAIRCMD) is equal to or greater than a determination intake air flow rate (GAIRTH), the calculation switching means ends the calculation of the control amount (THCMD) by the control amount calculating means and sets the control amount (THCMD) a predetermined amount (THMAX).

Mit dieser Konfiguration wird der Regelungs-/Steuerungsbetrag des Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft unter Verwendung des neuronalen Netzes berechnet, in welches Motorbetriebsparameter, die den Betriebszustand des Motors anzeigen, und der Zielansaugluftdurchsatz eingegeben werden. Das neuronale Netz gibt den Regelungs-/Steuerungsbetrag des Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft aus. Wenn der Zielansaugluftdurchsatz größer als der Bestimmungsansaugluftdurchsatz ist, wird die Berechnung des Regelungs-/Steuerungsbetrages unter Verwendung des neuronalen Netzes beendet, und der Regelungs-/Steuerungsbetrag auf den vorbestimmten Betrag eingestellt. Wenn der Zielansaugluftdurchsatz groß ist, verändert sich der tatsächliche Ansaugluftdurchsatz kaum, unabhängig davon, dass die Öffnung des Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft sich ändert. Dadurch kann, durch Einstellen des Regelungs-/Steuerungsbetrages auf einen vorbestimmten Betrag, wenn der Zielansaugluftdurchsatz größer als der Bestimmungsansaugluftdurchsatz ist, die Berechnungsauslast auf der Regelungs-/Steuerungseinheit reduziert werden, während die erforderliche Berechnungsgenauigkeit der Öffnung des Regelungs-/Steuerungsventils aufrechterhalten wird.With this configuration, the control amount of the intake air control valve is calculated using the neural network, in which engine operating parameters indicating the operating state of the engine and the target intake air flow rate are input. The neural network outputs the control amount of the intake air control valve. When the target intake air flow rate is greater than the target intake air flow rate, the calculation of the control amount using the neural network is ended, and the control amount is set to the predetermined amount. When the target intake air flow rate is large, the actual intake air flow hardly changes regardless of whether the opening of the intake air control valve changes. Thereby, by setting the control amount to a predetermined amount when the target intake air flow rate is greater than the target intake air flow rate, the calculation duty on the control unit can be reduced while maintaining the required calculation accuracy of the opening of the control valve.

Die Erfindung gemäß Anspruch 2 stellt ein Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 bereit, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der vorbestimmte Betrag ein Regelungs-/Steuerungsbetrag (THMAX) ist, welcher das Regelungs-/Steuerungsventil für Ansaugluft vollständig öffnet.The invention according to claim 2 provides an intake air control system for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the predetermined amount is a control amount (THMAX) which fully opens the intake air control valve ,

Mit dieser Konfiguration ist der Regelungs-/Steuerungsbetrag des Regelungs-/Steuerungsventil für Ansaugluft auf dem Regelungs-/Steuerungsbetrag eingestellt, welches das Regelungs-/Steuerungsventil für Ansaugluft vollständig öffnet. Durch diese Einstellung des Regelungs-/Steuerungsbetrages kann der Pumpenverlust reduziert werden, um die Effizienz des Motors zu verbessern.With this configuration, the control amount of the intake air control valve is set to the control amount that fully opens the intake air control valve. By adjusting the control amount, the pump loss can be reduced to improve the efficiency of the engine.

Die Erfindung gemäß Anspruch 3 stellt ein Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 bereit, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Bestimmungsansaugluftdurchsatz (GAIRTH) auf Grundlage des maximalen Ansaugluftdurchsatzes (GAIRMAX) des Motors berechnet wird.The invention according to claim 3 provides an intake air control system for an internal combustion engine according to claim 1, which is characterized in that the determination intake air flow rate (GAIRTH) is calculated based on the maximum intake air flow rate (GAIRMAX) of the engine.

Der Ansaugluftdurchsatz, bei welchem sich der Ansaugluftdurchsatz nicht ändert, unabhängig davon, dass sich die Öffnung des Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft ändert, hängt von dem maximalen Ansaugluftdurchsatz ab, welcher entsprechend dem Betriebszustand des Motors bestimmt wurde. Daher kann durch Berechnung der Bestimmungsansaugluftdurchsatz auf Grundlage des maximalen Ansaugluftdurchsatzes das Umschalten der Regelung/Steuerung angemessen durchgeführt werden.The intake air flow rate at which the intake air flow rate does not change irrespective of the opening of the intake air control valve changes depending on the maximum intake air flow rate determined according to the operating state of the engine. Therefore, by calculating the determination intake air flow rate based on the maximum intake air flow rate, the switching of the control can be appropriately performed.

Die Erfindung gemäß Anspruch 4 stellt ein Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 bereit, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der vorbestimmte Betrag auf den Minimalwert (THSTB) des Regelungs-/Steuerungsbetrages des Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft eingestellt ist, welcher den maximalen Ansaugluftdurchsatz (GAIRMAX) des Motors realisiert.The invention according to claim 4 provides an intake air control system for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the predetermined amount is set to the minimum value (THSTB) of the control amount of the intake air control valve , which realizes the maximum intake air flow rate (GAIRMAX) of the engine.

Mit dieser Konfiguration wird der vorbestimmte Betrag auf den Minimalwert des Regelungs-/Steuerungsbetrages des Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft eingestellt, welcher den maximalen Ansaugluftdurchsatz des Motors realisiert. Diese Einstellung des vorbestimmten Betrages kann eine spezifische Totzeit auf Minimum unterdrücken, wenn der Ansaugluftdurchsatz reduziert wird, wodurch das Abgasverhalten und das Fahrverhalten des Motors verbessert werden. Die spezifische Totzeit entsteht im Wesentlichen durch eine Antwortverzögerung in Betätigen des Regelungs-/Steuerungsventils für Ansaugluft in der Schließrichtung, wenn sich der Zielansaugluftdurchsatz von einem Wert, welcher gleich dem oder größer als der Bestimmungsansaugluftdurchsatz ist, auf einem Wert ändert, welcher kleiner als der Bestimmungsansaugluftdurchsatz ist.With this configuration, the predetermined amount is set to the minimum value of the control amount of the intake air control valve which realizes the maximum intake air flow rate of the engine. This setting of the predetermined amount can suppress a specific dead time to minimum when the intake air flow rate is reduced, thereby improving the exhaust performance and drivability of the engine. The specific dead time is substantially caused by a response delay in operating the intake air control valve in the closing direction when the target intake air flow rate changes from a value equal to or greater than the determination intake air flow rate to a value smaller than the design intake air flow rate is.

BESCHREIBUNG DER FIGUREN DESCRIPTION OF THE FIGURES

1 zeigt eine Konfiguration eines Verbrennungsmotors und eines Regelungs-/Steuerungssystems desselben gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows a configuration of an internal combustion engine and a control system thereof according to an embodiment of the present invention.

2 ist ein Diagramm, welches eine selbst-organisierende Karte zeigt. 2 is a diagram showing a self-organizing map.

3 zeigt eine Beziehung zwischen einem Ansaugluftdurchsatz (GAIR) und einer Drosselventilöffnung (TH). 3 shows a relationship between an intake air flow rate (GAIR) and a throttle valve opening (TH).

4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Berechnen einer Zielöffnung (THCMD) des Drosselventils. 4 FIG. 10 is a flowchart of a method of calculating a target opening (THCMD) of the throttle valve. FIG.

5 ist ein Flussdiagramm einer Abwandlung des Verfahrens aus 4. 5 is a flowchart of a modification of the method 4 ,

6 zeigt eine Tabelle, auf welcher im Verfahren nach 5 Bezug genommen wird. 6 shows a table on which in the method 5 Reference is made.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS OF THE INVENTION

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Figuren erläutert.Preferred embodiments of the present invention will now be explained with reference to the figures.

1 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Konfiguration eines Verbrennungsmotors und eines Regelungs-/Steuerungssystems desselben gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Verbrennungsmotor 1 (nachstehend als „Motor” bezeichnet) ist ein Dieselmotor, wobei Kraftstoff direkt in den Zylindern eingespritzt wird. Jeder Zylinder ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 9 vorgesehen, welches mit einer elektronischen Regelungs-/Steuerungseinheit 20 (nachstehend als „ECU” bezeichnet) elektrisch verbunden ist. Die ECU 20 regelt/steuert einen Ventilöffnungszeitpunkt und eine Ventilöffnungsdauer von jedem Kraftstoffeinspritzventil 9. D. h. die Kraftstoffeinspritzsdauer und die Kraftstoffeinspritzsmenge werden durch die ECU 20 geregelt/gesteuert. 1 FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of an internal combustion engine and a control system thereof according to an embodiment of the present invention. FIG. The internal combustion engine 1 (hereinafter referred to as "engine") is a diesel engine wherein fuel is injected directly into the cylinders. Each cylinder is equipped with a fuel injection valve 9 provided, which with an electronic control unit 20 (hereinafter referred to as "ECU") is electrically connected. The ECU 20 controls a valve opening timing and a valve opening duration of each fuel injection valve 9 , Ie. the fuel injection duration and the fuel injection amount are determined by the ECU 20 regulated / controlled.

Der Motor 1 umfasst ein Ansaugrohr 2, ein Abgasrohr 4 und einen Turbolader 8. Der Turbolader 8 umfasst eine Turbine 11 und einen Kompressor 16. Die Turbine weist ein Turbinenrad 10 auf, welches durch die kinetische Energie der Abgase drehbar angetrieben ist. Der Kompressor 16 weist ein Kompressorrad 15 auf, welches mit dem Turbinenrad 10 mittels einer Welle 14 verbunden ist. Das Kompressorrad 15 setzt die Ansaugluft des Motors 1 unter Druck (komprimiert die Ansaugluft).The motor 1 includes an intake pipe 2 , an exhaust pipe 4 and a turbocharger 8th , The turbocharger 8th includes a turbine 11 and a compressor 16 , The turbine has a turbine wheel 10 which is rotatably driven by the kinetic energy of the exhaust gases. The compressor 16 has a compressor wheel 15 on which with the turbine wheel 10 by means of a wave 14 connected is. The compressor wheel 15 sets the intake air of the engine 1 under pressure (compresses the intake air).

Die Turbine 11 weist eine Mehrzahl von beweglichen Schaufeln 12 (nur zwei sind gezeigt) und einen Aktuator (nicht gezeigt) auf, zum Betätigen der beweglichen Schaufeln 12, damit diese öffnen und schließen. Die Mehrzahl der beweglichen Schaufeln 12 werden betätigt, um sich zu öffnen und zu schließen, um einen Durchsatz von in das Turbinenrad 10 injizierten Abgasen zu ändern. Die Turbine 11 ist derart konfiguriert, dass der Durchsatz der Abgase, die in das Turbinenrad 10 injiziert werden, durch Verändern einer Öffnung der beweglichen Schaufel 12 (nachfolgend „Schaufelöffnung” genannt) θvgt geändert wird, um die Drehgeschwindigkeit des Turbinenrads 10 zu ändern. Der Aktuator, welcher die beweglichen Schaufeln 12 betätigt, ist an der ECU 20 angeschlossen und die Schaufelöffnung θvgt wird durch die ECU 20 geregelt/gesteuert. Insbesondere liefert die ECU 20 ein Regelungs-/Steuerungssignal von einem variablen Tastgrad an dem Aktuator und regelt/steuert die Schaufelöffnung θvgt durch das Regelungs-/Steuerungssignal. Die Konfiguration des Turboladers mit beweglichen Schaufeln ist weithin bekannt, und ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift JP H01-208501 A offenbart.The turbine 11 has a plurality of movable blades 12 (Only two are shown) and an actuator (not shown) for actuating the movable blades 12 to open and close. The majority of moving blades 12 are actuated to open and close to allow throughput into the turbine wheel 10 to change injected exhaust gases. The turbine 11 is configured such that the flow rate of the exhaust gases entering the turbine wheel 10 be injected by changing an opening of the movable blade 12 (hereinafter called "blade opening") θvgt is changed to the rotational speed of the turbine wheel 10 to change. The actuator, which is the moving blades 12 pressed, is at the ECU 20 connected and the vane opening θvgt is through the ECU 20 regulated / controlled. In particular, the ECU supplies 20 a control signal of a variable duty factor on the actuator and controls the blade opening θvgt by the control signal. The configuration of the moving blade turbocharger is well known, and is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication, for example JP H01-208501 A disclosed.

Das Ansaugrohr 2 ist mit einem dem Kompressor 16 nachgelagerten Zwischenkühler 18 und mit einem dem Zwischenkühler 18 nachgelagerten Drosselventil 3 vorgesehen. Das Drosselventil 3 ist konfiguriert, um durch einen Aktuator 19 zum Öffnen und Schließen betätigt zu werden, und der Aktuator 19 ist mit der ECU 20 verbunden. Die ECU 20 führt eine Regelung/Steuerung der Öffnung des Drosselventils 3 mittels des Aktuators 19 durch.The intake pipe 2 is with a the compressor 16 downstream intercooler 18 and with an intercooler 18 downstream throttle valve 3 intended. The throttle valve 3 is configured to by an actuator 19 to be operated for opening and closing, and the actuator 19 is with the ECU 20 connected. The ECU 20 performs a control / regulation of the opening of the throttle valve 3 by means of the actuator 19 by.

Ein Abgasrückführungsdurchgang 5 zum Rückführen von Abgasen zu dem Ansaugrohr 2 ist zwischen dem Abgasrohr 4 und dem Ansaugrohr 2 bereitgestellt. Der Abgasrückführungsdurchgang 5 ist mit einem Abgasrückführungsdurchgang-Regelungs-/Steuerungsventil 6 (nachfolgend als „EGR-Ventil 6” bezeichnet) bereitgestellt, welches die Menge (EGR-Menge) der Abgase, die zurückgeführt werden, regelt/steuert. Das EGR-Ventil 6 ist ein elektromagnetisches Ventil, welches ein Solenoid aufweist. Eine Ventilöffnung des EGR-Ventils 6 wird durch die ECU 20 geregelt/gesteuert. Das EGR-Ventil 6 ist mit einem Hubsensor 7 zum Erkennen einer Ventilöffnung (eines Ventilhubbetrages) LACT vorgesehen, und das Erfassungssignal wird der ECU 20 zugeführt. Der Abgasrückführungsdurchgang 5 und das EGR-Ventil 6 bilden eine Abgasrückführungsvorrichtung.An exhaust gas recirculation passage 5 for recirculating exhaust gases to the intake pipe 2 is between the exhaust pipe 4 and the intake pipe 2 provided. The exhaust gas recirculation passage 5 is with an exhaust gas recirculation passage control valve 6 (hereinafter referred to as "EGR valve 6 , Which controls the amount (EGR amount) of the exhaust gases that are recycled. The EGR Valve 6 is an electromagnetic valve having a solenoid. A valve opening of the EGR valve 6 is through the ECU 20 regulated / controlled. The EGR valve 6 is with a stroke sensor 7 for detecting a valve opening (a valve lift amount) LACT, and the detection signal becomes the ECU 20 fed. The exhaust gas recirculation passage 5 and the EGR valve 6 form an exhaust gas recirculation device.

Ein Ansaugluftdurchsatzsensor 21, ein Ladedrucksensor 22, ein Ansauglufttemperatursensor 23 und ein Ansaugdrucksensor 24 sind in dem Ansaugrohr 2 angebracht. Der Ansaugluftdurchsatzsensor 21 erfasst einen Ansaugluftdurchsatz GA. Der Ladedrucksensor 22 erfasst einen Ansaugdruck (Ladedruck) PB in einem Abschnitt des Ansaugrohres 2 flussabwärts des Kompressors 16. Der Ansauglufttemperatursensor 23 erfasst eine Temperatur TI der Ansaugluft. Der Ansaugdrucksensor 24 erfasst einen Ansaugdruck PI. Diese Sensoren 21 bis 24 sind mit der ECU 20 verbunden, und die Erfassungssignale von den Sensoren 21 bis 24 werden der ECU 20 zugeführt.An intake air flow rate sensor 21 , a boost pressure sensor 22 , an intake air temperature sensor 23 and a suction pressure sensor 24 are in the intake pipe 2 appropriate. The intake air flow rate sensor 21 detects an intake air flow GA. The boost pressure sensor 22 detects a suction pressure (boost pressure) PB in a portion of the intake pipe 2 downstream of the compressor 16 , The intake air temperature sensor 23 detects a temperature TI of the intake air. The suction pressure sensor 24 detects an intake pressure PI. These sensors 21 to 24 are with the ECU 20 connected, and the detection signals from the sensors 21 to 24 become the ECU 20 fed.

Ein mager NOx Katalysator 31 und ein Partikelfilter 32 sind flussabwärts der Turbine 11 in dem Abgasrohr 4 angebracht. Der magere NOx Katalysator 31 ist eine NOx-Entfernungsvorrichtung zum Entfernen von in den Abgasen enthaltenen NOx. Der Partikelfilter 32 fängt in den Abgasen enthaltene Partikelmaterie (welche hauptsächlich aus Ruß besteht) ein. Der magere NOx Katalysator 31 ist derart konfiguriert, dass NOx in einem Zustand eingefangen wird, in welchem eine Sauerstoffkonzentration in den Abgasen verhältnismäßig hoch ist, d. h. eine Konzentration der Reduktionskomponenten (HC, CO) verhältnismäßig niedrig ist, und das eingefangene NOx durch die Reduktionskomponenten reduziert und in einem Zustand abgegeben wird, in welchem die Konzentration der Reduktionskomponenten in den Abgasen verhältnismäßig hoch ist.A lean NOx catalyst 31 and a particle filter 32 are downstream of the turbine 11 in the exhaust pipe 4 appropriate. The lean NOx catalyst 31 is a NOx removing device for removing NOx contained in the exhaust gases. The particle filter 32 captures particulate matter contained in the exhaust gases (which mainly consists of soot). The lean NOx catalyst 31 is configured so that NOx is trapped in a state in which an oxygen concentration in the exhaust gases is relatively high, that is, a concentration of the reduction components (HC, CO) is relatively low, and the trapped NOx is reduced by the reduction components and discharged in one state becomes, in which the concentration of the reduction components in the exhaust gases is relatively high.

Ein Beschleunigungssensor 27 und ein Motordrehzahlsensor 28 sind mit der ECU 20 verbunden. Der Beschleunigungssensor 27 erfasst einen Betätigungsbetrag AP eines Gaspedals (nicht gezeigt) des durch den Motor 1 angetriebenen Fahrzeugs (nachstehend als „Gaspedal-Betätigungsbetrag AP” bezeichnet). Der Motordrehzahlsensor 28 erfasst eine Motordrehgeschwindigkeit NE. Die Erfassungssignale dieser Sensoren werden der ECU 20 zugeführt. Der Motordrehzahlsensor 28 führt der ECU 20 einen Kurbelwinkelpuls und einen TDC-Puls zu. Der Kurbelwinkelpuls wird an jedem vorbestimmten Kurbelwinkel (z. B. 6 Grad) erzeugt. Der TDC-Puls wird synchron zu einem Zeitpunkt, in welchem sich ein Kolben in jedem Zylinder des Motors 1 am oberen Totpunkt befindet, erzeugt.An acceleration sensor 27 and an engine speed sensor 28 are with the ECU 20 connected. The acceleration sensor 27 detects an amount of operation AP of an accelerator pedal (not shown) by the engine 1 driven vehicle (hereinafter referred to as "accelerator operation amount AP"). The engine speed sensor 28 detects a motor rotation speed NE. The detection signals of these sensors become the ECU 20 fed. The engine speed sensor 28 leads the ECU 20 a crank angle pulse and a TDC pulse too. The crank angle pulse is generated at each predetermined crank angle (eg, 6 degrees). The TDC pulse becomes synchronous at a time when a piston is in each cylinder of the engine 1 at top dead center is generated.

Die ECU 20 umfasst einen Eingangsschaltkreis, eine zentrale Recheneinheit (nachstehend als „CPU” bezeichnet), einen Speicherschaltkreis und einen Ausgangsschaltkreis. Der Eingangsschaltkreis führt verschiedene Funktionen aus, umfassend ein Formen der Wellenform von Eingangssignalen von verschiedenen Sensoren, ein Korrigieren der Spannungspegel der Eingangssignale auf einem vorbestimmten Pegel und ein Umwandeln von analogen Signalwerten nach digitalen Werten. Der Speicherschaltkreis speichert vorläufig verschiedene Betriebsprogramme, um durch die CPU ausgeführt zu werden, und speichert die Ergebnisse von Berechnungen oder dergleichen durch die CPU. Der Ausgangsschaltkreis liefert Regelungs-/Steuerungssignale zu dem Aktuator, zum Betätigen der beweglichen Schaufeln 12 der Turbine 11, der Kraftstoffeinspritzventile 9, des EGR-Ventils 6, des Aktuators 19 zum Betätigen des Drosselventils 3 und dergleichen.The ECU 20 includes an input circuit, a central processing unit (hereinafter referred to as "CPU"), a memory circuit, and an output circuit. The input circuit performs various functions, including shaping the waveform of input signals from various sensors, correcting the voltage levels of the input signals to a predetermined level, and converting analog signal values to digital values. The memory circuit preliminarily stores various operation programs to be executed by the CPU, and stores the results of calculations or the like by the CPU. The output circuit provides control signals to the actuator for actuating the movable blades 12 the turbine 11 , the fuel injection valves 9 , the EGR valve 6 , the actuator 19 for actuating the throttle valve 3 and the same.

Die ECU 20 führt eine Kraftstoffeinspritzregelung/-steuerung mit dem Kraftstoffeinspritzventile 9, eine Abgasrückführungsregelung/-steuerung mit dem EGR-Ventil 6, eine Ladedruckregelung/-steuerung mit den beweglichen Schaufeln 12 und dergleichen durch, gemäß einem Motorbetriebszustands (welcher im Wesentlichen durch die Motordrehgeschwindigkeit NE und einen Motorlastzielwert Pmecmd angezeigt ist). Der Motorlastzielwert Pmecmd wird gemäß dem Gaspedal-Betätigungsbetrag AP berechnet und derart eingestellt, dass er mit einer Zunahme des Gaspedal-Betätigungsbetrages AP zunimmt.The ECU 20 performs fuel injection control with the fuel injection valves 9 , an exhaust gas recirculation control with the EGR valve 6 , a boost pressure control with the moving blades 12 and the like, according to an engine operating condition (which is substantially indicated by the engine rotational speed NE and an engine load target value Pmecmd). The engine load target value Pmecmd is calculated according to the accelerator operation amount AP and set to increase with an increase in the accelerator operation amount AP.

Die ECU 20 berechnet eine Zieldrosselventilöffnung (THCMD) gemäß einer Zielansaugluftmenge GAIRCMD [g/sec] unter Verwendung eines neuronalen Netzes, auf welches ein Selbstorganisierende-Karte-Algorithmus angewendet wird. Dieses neuronale Netz wird nachfolgend einfach als „selbstorganisierende Karte” bezeichnet. Die ECU 20 treibt den Aktuator 19 an, so dass die ermittelte Drosselventilöffnung mit der Zieldrosselventilöffnung THCMD übereinstimmt.The ECU 20 calculates a target throttle valve opening (THCMD) according to a target intake air amount GAIRCMD [g / sec] using a neural network to which a self-organizing map algorithm is applied. This neural network will be referred to simply as a "self-organizing map" below. The ECU 20 drives the actuator 19 so that the determined throttle valve opening coincides with the target throttle valve opening THCMD.

Die selbstorganisierende Karte wird nachfolgend detailliert beschrieben.The self-organizing map will be described in detail below.

Ein Eingabedatenvektor xj, welcher aus „N” Elemente besteht, ist durch die folgende Gleichung (1) definiert, und ein Gewichtungsvektor wi von jedem Neuron, welches die selbstorganisierende Karte bildet, ist durch die folgende Gleichung (2) definiert. Eine Anzahl von Neuronen ist durch „M” bezeichnet. D. h. ein Parameter „i” nimmt Werte von „1” bis „M” an. Ein Initialwert des Gewichtungsvektors wi ist unter Verwendung einer Zufallszahl gegeben. xj = (xj1, xj2, ..., xjN) (1) wi = (wi1, wi2, ..., wiN) (2) An input data vector xj consisting of "N" elements is defined by the following equation (1), and a weighting vector wi of each neuron constituting the self-organizing map is defined by the following equation (2). A number of neurons are designated by "M". Ie. one Parameter "i" assumes values from "1" to "M". An initial value of the weighting vector wi is given using a random number. xj = (xj1, xj2, ..., xjN) (1) wi = (wi1, wi2, ..., wiN) (2)

Für jedes der „M” Neuronen wird ein euklidischer Abstand DWX (= |wi – xj|) zwischen dem Eingabedatenvektor xj und dem Gewichtungsvektor wi des entsprechenden Neurons berechnet. Ein Neuron, dessen Abstand DWX einen Minimalwert annimmt, wird als das Gewinnerneuron definiert. Der euklidische Abstand DWX wird durch die folgende Gleichung (3) berechnet. [Gl. 1]

For each of the "M" neurons, an Euclidean distance DWX (= | wi-xj |) between the input data vector xj and the weighting vector wi of the corresponding neuron is calculated. A neuron whose distance DWX takes a minimum value is defined as the winner neuron. The Euclidean distance DWX is calculated by the following equation (3). [Eq. 1]

Als nächstes werden die Gewichtungsvektoren wi des Gewinnerneurons und der Neuronen, die in einer Neuronenmenge Nc in der Nachbarschaft des Gewinnerneurons enthalten sind, durch die folgende Gleichung (4) aktualisiert. In der Gleichung (4) bezeichnen „α(t)” einen Trainingskoeffizienten und „t” eine Anzahl der Trainingseinheiten (nachfolgend einfach als „Trainingsanzahl” bezeichnet). Der Trainingskoeffizient α(t) ist zum Beispiel auf „0,8” als Initialwert gesetzt, und wird derart eingestellt, dass er mit einer Zunahme der Trainingsanzahl „t” abnimmt. wi(t + 1) = wi(t) + α(t)(xj – wi(t)) (4) Next, the weighting vectors wi of the winner neuron and the neurons contained in a neuron set Nc in the neighborhood of the winner neuron are updated by the following equation (4). In the equation (4), "α (t)" denotes a training coefficient and "t" denotes a number of the training units (hereinafter referred to simply as "training number"). The training coefficient α (t) is set to "0.8" as an initial value, for example, and is set to decrease with an increase in the training number "t". wi (t + 1) = wi (t) + α (t) (xj - wi (t)) (4)

Die Gewichtungsvektoren wi der Neuronen, die in der Neuronenmenge Nc nicht enthalten sind, behalten einen vorhergehenden Wert, wie durch die folgende Gleichung (5) gezeigt. wi(t + 1) = wi(t) (5) The weighting vectors wi of the neurons not included in the neuron amount Nc retain a previous value as shown by the following equation (5). wi (t + 1) = wi (t) (5)

Es sei angemerkt, dass die Neuronenmenge Nc ebenfalls eine Funktion der Trainingsanzahl „t” ist, und derart eingestellt ist, dass ein Bereich der Nachbarschaft des Gewinnerneurons mit Zunahme der Trainingsanzahl „t” enger wird. Die Gewichtungsvektoren des Gewinnerneurons und der Neuronen in der Nachbarschaft des Gewinnerneurons werden durch Aktualisieren mit der Gleichung (4) verändert, um sich dem Eingabedatenvektor anzunähern.It should be noted that the neuron amount Nc is also a function of the training number "t", and is set so that an area of the vicinity of the winning neuron becomes narrower as the training number "t" increases. The weighting vectors of the winner neuron and the neurons in the neighborhood of the winner neuron are changed by updating with the equation (4) to approximate the input data vector.

Falls die Berechnung gemäß der oben beschriebenen Trainingsregel für viele Eingabedatenvektoren durchgeführt wird, widerspiegelt die Verteilung der „M” Neuronen die Verteilung der Eingabedatenvektoren. Zum Beispiel, dann, wenn die Eingabedatenvektoren zu zweidimensionalen Vektoren vereinfacht werden und die Verteilung der Eingabedatenvektoren auf einer zweidimensionalen Ebene dargestellt ist, verteilen sich die Neuronen gleichförmig über die Ebene, wenn die Eingabedatenvektoren sich über die Ebene gleichförmig verteilen. Falls Ungleichförmigkeit in der Verteilung der Eingabedatenvektoren herrscht (falls Änderungen in der Verteilungsdichte vorhanden sind), dann wird aus der Verteilung der Neuronen schließlich eine Verteilung, welche eine ähnliche Ungleichförmigkeit aufweist.If the calculation is performed according to the training rule described above for many input data vectors, the distribution of the "M" neurons reflects the distribution of the input data vectors. For example, when the input data vectors to two-dimensional vectors are simplified and the distribution of the input data vectors is represented on a two-dimensional plane, the neurons spread uniformly across the plane as the input data vectors spread uniformly across the plane. Finally, if there is nonuniformity in the distribution of the input data vectors (if there are changes in the distribution density), then the distribution of the neurons eventually becomes a distribution having similar nonuniformity.

Die selbstorganisierende Karte, welche wie oben beschrieben erhalten wurde, kann weiterhin durch Anwendung des Lernende-Vektorquantisierung-(LVQ)-Algorithmus modifiziert werden, wodurch eine geeignetere Verteilung der Neuronen erhalten wird.The self-organizing map obtained as described above may be further modified by application of the Learner Vector Quantization (LVQ) algorithm, thereby obtaining a more appropriate distribution of the neurons.

2 zeigt eine selbstorganisierende Karte zum Berechnen der Zieldrosselventilöffnung THCMD in dieser Ausführungsform als eine zweidimensionale Karte: Diese zweidimensionale Karte ist durch die Zielansaugluftmenge GAIRCMD und den Ladedruck PB definiert, welche zwei Eingabeparameter als die am meisten dominierenden Faktoren darstellen. Ein Eingabedatenvektor xTH ist durch die folgende Gleichung (10) definiert. D. h., die Eingabeparameter sind die Zielansaugluftmenge GAIRCMD, der Ladedruck PB, der Ansaugdruck PI und die Motordrehgeschwindigkeit NE. xTH = (GAIRCMD, PB, PI, NE) (10) 2 Fig. 13 shows a self-organizing map for calculating the target throttle valve opening THCMD in this embodiment as a two-dimensional map: This two-dimensional map is defined by the target intake air amount GAIRCMD and the boost pressure PB, which represent two input parameters as the most dominant factors. An input data vector x TH is defined by the following equation (10). That is, the input parameters are the target intake air amount GAIRCMD, the boost pressure PB, the intake pressure PI, and the engine rotation speed NE. xTH = (GAIRCMD, PB, PI, NE) (10)

Die in 2 gezeigte Karte ist in einer Mehrzahl von Bereichen RNRi (i = 1 bis M, M = 36) unterteilt. Jeder Bereich umfasst ein Neuron NRi (dargestellt durch „*”). Durch vorhergehendes Durchführen des Trainings (des Lernens) mit vielen Eingabedatenvektoren xTH wird die Position (Gewichtungsvektor wi) von jedem Neuron NRi bestimmt. Jeder Bereich RNRi wird durch Zeichnen von Grenzlinien definiert unter Berücksichtigung der Positionsbeziehungen mit den benachbarten Neuronen. Durch Bringen der Verteilung des Eingabedatenvektors xTH, welches auf das Training angewendet wird, in Übereinstimmung mit einer tatsächlichen Verteilung, die bei dem tatsächlichen Motorbetrieb auftritt, wird die Verteilungsdichte des Neurons NRi in den Bereichen verhältnismäßig hoch, die einem Motorbetriebszustand mit einer hohen Auftrittshäufigkeit während des tatsächlichen Motorbetriebs entsprechen. Mit diesem Merkmal der selbstorganisierenden Karte kann eine Genauigkeit der Zieldrosselventilöffnung THCMD in den Betriebszuständen mit hoher Auftrittshäufigkeit verbessert werden. Die in 2 gezeigte Karte wird durch Durchführen des Trainings, welches dem Referenzmotor entspricht (welcher neu ist und ein durchschnittliches Betriebsverhalten aufweist), erhalten. In 2 werden die Eingabedaten, die auf das Training angewendet werden, mit schwarzen Punkten angezeigt. In the 2 The map shown is divided into a plurality of areas RNRi (i = 1 to M, M = 36). Each area includes a neuron NRi (represented by "*"). By performing the training (learning) with many input data vectors xTH in advance, the position (weighting vector wi) of each neuron NRi is determined. Each region RNRi is defined by drawing boundary lines taking into account the positional relationships with the neighboring neurons. By making the distribution of the input data vector xTH applied to the training in accordance with an actual distribution occurring in the actual engine operation, the distribution density of the neuron NRi becomes relatively high in the regions that have an engine operating condition with a high occurrence frequency during the engine actual engine operation. With this feature of the self-organizing card, accuracy of the target throttle valve opening THCMD in the high frequency operation states can be improved. In the 2 The map shown is obtained by performing the training corresponding to the reference engine (which is new and has an average performance). In 2 The input data that is applied to the training is displayed with black dots.

Beim Training der selbstorganisierenden Karte wird ein Gewichtungskoeffizientenvektor Ci (i = 1 bis M), welches durch folgende Gleichung (11) ausgedrückt ist, unter Verwendung des Eingabedatenvektors xTH und der tatsächlichen Drosselventilöffnung TH, welche dem Eingabedatenvektor xTH entspricht, berechnet und gespeichert. Der Gewichtungskoeffizientenvektor Ci wird entsprechend jedem Neuron NRi berechnet und gespeichert. Ci = (C0i, C1i, C2i, C3i, C4i) (11) In training of the self-organizing map, a weighting coefficient vector Ci (i = 1 to M) expressed by the following equation (11) is calculated and stored using the input data vector xTH and the actual throttle valve opening TH corresponding to the input data vector xTH. The weighting coefficient vector Ci is calculated and stored according to each neuron NRi. Ci = (C0i, C1i, C2i, C3i, C4i) (11)

Bei dem tatsächlichen Regelungs-/Steuerungsvorgang wird der Bereich RNRi, welcher den gegenwärtigen Betriebspunkt auf der Karte umfasst, zuerst ausgewählt. Der Betriebspunkt ist durch die Zielansaugluftmenge GAIRCMD und den Ladedruck PB definiert, welche Elemente des Eingabedatenvektors xTH sind. Als nächstes werden der Gewichtungskoeffizientenvektor Ci, welcher dem den Bereich RNRi darstellenden Neuronen NRi entspricht, und der Eingabedatenvektor xTH auf die folgende Gleichung (12) angewendet, um die Zieldrosselventilöffnung THCMD zu berechnen. THCMD = C1i × GAIRCMD + C2i × PB + C31 × PI + C4i × NE + C0i (12) In the actual control operation, the area RNRi comprising the current operating point on the map is selected first. The operating point is defined by the target intake air amount GAIRCMD and the boost pressure PB, which are elements of the input data vector xTH. Next, the weighting coefficient vector Ci corresponding to the neuron NRi representing the range RNRi and the input data vector xTH are applied to the following equation (12) to calculate the target throttle valve opening THCMD. THCMD = C1i × GAIRCMD + C2i × PB + C31 × PI + C4i × NE + C0i (12)

3 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen dem Ansaugluftdurchsatz GAIR [g/sec] und die Drosselventilöffnung TH zeigt. Die Kurven L1–L5 in 3 entsprechen jeweils den Zuständen, in welchen die Motordrehgeschwindigkeit NE 1000, 1500, 2000, 2500 beziehungsweise 3000 UpM beträgt. 3 FIG. 12 is a graph showing a relationship between the intake air flow rate GAIR [g / sec] and the throttle valve opening TH. The curves L1-L5 in 3 respectively correspond to the states in which the engine rotational speed NE 1000, 1500, 2000, 2500 and 3000 rpm.

Wie aus 3 ersichtlich, steigt, wenn die Drosselventilöffnung TH zunimmt, unter der Bedingung, dass die Motordrehgeschwindigkeit NE konstant ist, der Ansaugluftdurchsatz GAIR an, um bei einem im Wesentlichen konstanten Wert (Sättigungsniveau) eine Sättigung zu erreichen. Bei dem Sättigungsniveau ändert sich der Ansaugluftdurchsatz GAIR nicht, wenn sich die Drosselventilöffnung TH ändert. Mit anderen Worten werden Änderungen der Drosselventilöffnung TH den Ansaugluftdurchsatz GAIR nicht beeinflussen, wenn der Ansaugluftdurchsatz GAIR das Sättigungsniveau (nachstehend als „maximaler Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX” bezeichnet) erreicht hat. Somit wird in dieser Ausführungsform, wenn der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD, welcher gemäß dem Gaspedal-Betätigungsbetrag AP und der Motordrehgeschwindigkeit NE eingestellt ist, gleich einem oder größer als ein Bestimmungsschwellenwert GAIRTH wird, die Zieldrosselventilöffnung THCMD auf die maximale Öffnung THMAX (zum Beispiel „90 Grad”) eingestellt. Der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH wird durch Multiplizieren eines vorbestimmten Schwellenwertkoeffizienten KTH (zum Beispiel „0,95”) mit dem maximalen Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX erhalten. Gemäß dieser Einstellung kann die Berechnungsauslast auf der CPU in der ECU 20 reduziert werden, ohne dass die Leistungsfähigkeit der Ansaugluftdurchsatz-Regelung/Steuerung verschlechtert wird. Andererseits wird, wenn der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD kleiner als die maximale Ansaugluftmenge GAIRMAX ist, die Zieldrosselventilöffnung THCMD unter Verwendung der oben beschriebenen selbstorganisierenden Karte (nachfolgend als „SOM” bezeichnet) berechnet. Gemäß diesem Verfahren zum Einstellen der Zieldrosselventilöffnung THCMD kann die Drosselventilöffnung optimal auf die Zielansaugluftmenge GAIRCMD eingestellt werden, wenn der tatsächliche Ansaugluftdurchsatz GAIR geregelt/gesteuert wird.How out 3 As can be seen, as the throttle valve opening TH increases, under the condition that the engine rotational speed NE is constant, the intake air flow rate GAIR increases to reach saturation at a substantially constant value (saturation level). At the saturation level, the intake air flow rate GAIR does not change when the throttle valve opening TH changes. In other words, changes in the throttle valve opening TH will not affect the intake air flow rate GAIR when the intake air flow rate GAIR has reached the saturation level (hereinafter referred to as "maximum intake air flow rate GAIRMAX"). Thus, in this embodiment, when the target intake air flow rate GAIRCMD set according to the accelerator operation amount AP and the engine rotation speed NE becomes equal to or greater than a determination threshold GAIRTH, the target throttle valve opening THCMD is set to the maximum opening THMAX (for example, "90 degrees"). ). The determination threshold GAIRTH is obtained by multiplying a predetermined threshold coefficient KTH (for example, "0.95") by the maximum intake air flow GAIRMAX. According to this setting, the calculation load on the CPU in the ECU 20 be reduced without the performance of the intake air flow rate control / control is deteriorated. On the other hand, when the target intake air flow rate GAIRCMD is smaller than the maximum intake air amount GAIRMAX, the target throttle valve opening THCMD is calculated using the above-described self-organizing map (hereinafter referred to as "SOM"). According to this method of setting the target throttle valve opening THCMD, the throttle valve opening can be set to the target intake air amount GAIRCMD optimally when the actual intake air flow rate GAIR is controlled.

4 ist ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Berechnen der Zieldrosselventilöffnung THCMD. Dieses Verfahren wird bei vorbestimmten Zeitintervallen durch die CPU in der ECU 20 ausgeführt. 4 FIG. 10 is a flowchart of the method of calculating the target throttle valve opening THCMD. This process is performed at predetermined time intervals by the CPU in the ECU 20 executed.

In Schritt S11 wird eine GAIRCMD-Karte (nicht gezeigt) gemäß dem Gaspedal-Betätigungsbetrag AP und der Motordrehgeschwindigkeit NE abgerufen, um den Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD zu berechnen. Die GAIRCMD-Karte ist derart eingestellt, dass der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD mit Zunahme des Gaspedal-Betätigungsbetrages AP zunimmt, und der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD mit Zunahme der Motordrehgeschwindigkeit NE zunimmt.In step S11, a GAIRCMD map (not shown) is retrieved according to the accelerator operation amount AP and the engine rotation speed NE to calculate the target intake air flow rate GAIRCMD. The GAIRCMD map is set such that the target intake air flow rate GAIRCMD increases as the accelerator pedal operation amount AP increases, and the target intake air flow rate GAIRCMD increases as the engine rotation speed NE increases.

Im Schritt S12 wird eine GAIRMAX-Karte (nicht gezeigt) gemäß der Motordrehgeschwindigkeit NE und dem Ladedruck PB abgerufen, um den maximalen Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX zu berechnen. Die GAIRMAX-Karte ist derart eingestellt, dass der maximale Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX mit Zunahme der Motordrehgeschwindigkeit NE zunimmt, und der maximale Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX mit Zunahme des Ladedrucks PB zunimmt.In step S12, a GAIRMAX map (not shown) is retrieved according to the engine rotational speed NE and the boost pressure PB to calculate the maximum intake air flow rate GAIRMAX. The GAIRMAX map is set so that the maximum intake air flow GAIRMAX increases with increase in the engine rotation speed NE, and the maximum intake air flow GAIRMAX increases with increase of the boost pressure PB.

Im Schritt S13 wird der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH durch Multiplizieren des vorbestimmten Schwellenwertkoeffizienten KTH mit dem maximalen Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX berechnet. Im Schritt S14 wird bestimmt, ob der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD kleiner als der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH ist oder nicht. Falls die Antwort im Schritt S14 bejahend ist (JA), wird die Zieldrosselventilöffnung THCMD unter Verwendung der SOM berechnet (Schritt S15).In step S13, the determination threshold GAIRTH is calculated by multiplying the predetermined threshold coefficient KTH by the maximum intake air flow GAIRMAX. In step S14, it is determined whether or not the target intake air flow rate GAIRCMD is smaller than the determination threshold value GAIRTH. If the answer in step S14 is affirmative (YES), the target throttle valve opening THCMD is calculated using the SOM (step S15).

Falls der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD gleich dem oder größer als der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH im Schritt S14 ist, wird die Zieldrosselventilöffnung THCMD auf die maximale Öffnung THMAX eingestellt.If the target intake air flow rate GAIRCMD is equal to or greater than the determination threshold GAIRTH in step S14, the target throttle valve opening THCMD is set to the maximum opening THMAX.

Wie oben beschrieben wird in dieser Ausführungsform, falls der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD kleiner als der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH ist, die Zieldrosselventilöffnung THCMD mittels der SOM berechnet, zu welchem der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD, der Ladedruck PB, der Ansaugdruck PI und die Motordrehgeschwindigkeit NE eingegeben werden, wobei die SOM die Zieldrosselventilöffnung THCMD ausgibt. Andererseits, falls der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD gleich dem oder größer als der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH ist, wird die Zieldrosselventilöffnung THCMD auf die maximale Öffnung THMAX eingestellt und die Berechnung der Zieldrosselventilöffnung THCMD mittels der SOM wird beendet. Somit kann die Berechnungsauslastung der CPU in dem Motorbetriebszustand, in welchem der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD verhältnismäßig hoch ist, reduziert werden, während die Berechnungsgenauigkeit der Zieldrosselventilöffnung THCMD erhalten bleibt.As described above, in this embodiment, if the target intake air flow rate GAIRCMD is smaller than the determination threshold value GAIRTH, the target throttle valve opening THCMD is calculated by the SOM to which the target intake air flow rate GAIRCMD, the boost pressure PB, the intake pressure PI and the engine rotation speed NE are inputted, the SOM outputs the target throttle valve opening THCMD. On the other hand, if the target intake air flow rate GAIRCMD is equal to or greater than the determination threshold value GAIRTH, the target throttle valve opening THCMD is set to the maximum opening THMAX and the calculation of the target throttle valve opening THCMD by the SOM is terminated. Thus, the calculation duty of the CPU in the engine operating state in which the target intake air flow rate GAIRCMD is relatively high can be reduced while maintaining the calculation accuracy of the target throttle valve opening THCMD.

Ferner wird, falls der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD gleich dem oder größer als der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH ist, die Zieldrosselventilöffnung THCMD auf die maximale Öffnung THMAX, die der voll-geöffneten Öffnung entspricht, eingestellt. Dementsprechend kann der Pumpenverlust reduziert werde, um die Motoreffizienz zu verbessern.Further, if the target intake air flow rate GAIRCMD is equal to or greater than the determination threshold value GAIRTH, the target throttle valve opening THCMD is set to the maximum opening THMAX corresponding to the full-open opening. Accordingly, pump loss can be reduced to improve engine efficiency.

Ferner, wie in 3 gezeigt, wird sich der Ansaugluftdurchsatz GAIR unbeachtet einer Änderung der Drosselventilöffnung TH nicht ändern, wenn der Ansaugluftdurchsatz GAIR den maximalen Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX erreicht. Demzufolge kann die Regelungs-/Steuerungsumschaltung angemessen ausgeführt werden, indem der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH durch Multiplizieren des vorbestimmten Schwellenwertkoeffizienten KTH mit dem maximalen Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX berechnet wird.Further, as in 3 11, the intake air flow rate GAIR will not change regardless of a change of the throttle valve opening TH when the intake air flow rate GAIR reaches the maximum intake air flow rate GAIRMAX. As a result, the control switching can be appropriately performed by calculating the determination threshold GAIRTH by multiplying the predetermined threshold coefficient KTH by the maximum intake air flow GAIRMAX.

In dieser Ausführungsform entspricht das Drosselventil 3 dem Ansaugluft-Regelungs-/Steuerungsventil und die ECU 20 bildet die Zielansaugluftdurchsatz-Berechnungsmittel, die Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmittel und die Berechnungsumschaltmittel. Insbesondere entspricht Schritt S11 der 4 den Zielansaugluftdurchsatz-Berechnungsmitteln, Schritt S15 entspricht den Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmitteln und die Schritte S12–S14 und S16 entsprechen den Berechnungsumschaltmitteln.In this embodiment, the throttle valve corresponds 3 the intake air control valve and the ECU 20 forms the target intake air flow rate calculating means, the control amount calculating means and the calculation switching means. In particular, step S11 corresponds to 4 the target intake air flow rate calculating means, step S15 corresponds to the control amount calculating means, and steps S12-S14 and S16 correspond to the calculation switching means.

[Abwandlung][Modification]

5 ist ein Flussdiagramm einer Abwandlung des Verfahrens aus 4. Dieses Verfahren wird durch Ersetzen des Schrittes S16 aus 4 durch die Schritte S16a und S16b erhalten. 5 is a flowchart of a modification of the method 4 , This process is accomplished by replacing step S16 4 obtained by steps S16a and S16b.

Im Schritt S16a wird eine THSTB-Tabelle, wie in 6 durch die durchgezogene Linie angezeigt, gemäß dem maximalen Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX abgerufen, um eine minimale Sättigungsöffnung THSTB zu berechnen, die eine minimale Drosselventilöffnung ist, mit welcher der maximale Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX erreicht wird. Die THSTB-Tabelle ist derart festgelegt, dass die minimale Sättigungsöffnung THSTB mit einer Zunahme des maximalen Ansaugluftdurchsatzes GAIRMAX zunimmt. Die in der 3 gezeigten Kurven L1–L5 sind in 6 durch die gestrichelten Linien dargestellt. Die minimale Sättigungsöffnung THSTB ist, mit anderen Worten, eine minimale Drosselventilöffnung, die bewirkt, dass der Ansaugluftdurchsatz unter der Bedingung, dass die Motordrehgeschwindigkeit NE konstant ist, eine Sättigung erreicht.In step S16a, a THSTB table as shown in FIG 6 indicated by the solid line is retrieved according to the maximum intake air flow rate GAIRMAX to calculate a minimum saturation opening THSTB, which is a minimum throttle valve opening with which the maximum intake air flow rate GAIRMAX is reached. The THSTB table is set such that the minimum saturation opening THSTB increases with an increase in the maximum intake air flow GAIRMAX. The in the 3 shown curves L1-L5 are in 6 represented by the dashed lines. In other words, the minimum saturation opening THSTB is a minimum throttle valve opening that causes the intake air flow rate to reach saturation under the condition that the engine rotational speed NE is constant.

Im Schritt S16b wird die Zieldrosselventilöffnung THCMD auf die minimale Sättigungsöffnung THSTB eingestellt.In step S16b, the target throttle valve opening THCMD is set to the minimum saturation opening THSTB.

Gemäß dieser Abwandlung kann, wenn der Ansaugluftdurchsatz reduziert wird, die spezifische Totzeit auf einem Minimum unterdrückt werden, wodurch das Abgasverhalten und das Fahrverhalten des Motors verbessert werden. Die spezifische Totzeit entsteht im Wesentlichen durch eine Antwortverzögerung in Betätigen des Drosselventils 3 in der Schließrichtung, wenn sich der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD von einem Wert, welcher gleich dem oder größer als der Bestimmungsansaugluftdurchsatz GAIRTH ist, auf einem Wert ändert, welcher kleiner als der Bestimmungsansaugluftdurchsatz GAIRTH ist.According to this modification, when the intake air flow rate is reduced, the specific dead time can be suppressed to a minimum, thereby improving the exhaust performance and drivability of the engine. The specific dead time is essentially due to a response delay in operating the throttle valve 3 in the closing direction, when the target intake air flow rate GAIRCMD changes from a value equal to or greater than the determination intake air flow rate GAIRTH to a value smaller than the determination intake air flow rate GAIRTH.

Bei dieser Abwandlung entsprechen die Schritte S12–S14, S16a und S16b der 5 den Berechnungsumschaltmitteln.In this modification, steps S12-S14, S16a and S16b correspond to FIG 5 the calculation switching means.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf der oben-beschriebenen Ausführungsform beschränkt und verschiedene Abwandlungen können vorgenommen werden. In der oben-beschriebenen Ausführungsform wird die selbst-organisierende Karte als ein neuronales Netz verwendet. Alternativ kann das neuronale Netz, das als sogenanntes „Perzeptron” bekannt ist, verwendet werden.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. In the above-described embodiment, the self-organizing map is used as a neural network. Alternatively, the neural network known as the so-called "perceptron" may be used.

Ferner kann der vorbestimmte Schwellenwertkoeffizient KTH auf „1,0” eingestellt werden und der Bestimmungsschwellenwert GAIRTH kann auf den maximalen Ansaugluftdurchsatz GAIRMAX eingestellt werden.Further, the predetermined threshold coefficient KTH may be set to "1.0", and the determination threshold GAIRTH may be set to the maximum intake air flow GAIRMAX.

Die vorliegende Erfindung kann auch zur Regelung/Steuerung eines Antriebsmotors eines Wasserfahrzeugs, wie beispielsweise eines Außenbordmotors mit einer sich vertikal erstreckenden Kurbelwelle eingesetzt werden.The present invention can also be used to control a marine engine drive motor, such as an outboard motor having a vertically extending crankshaft.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Verbrennungsmotorinternal combustion engine

22

Ansaugrohrintake

33

Drosselventil (Regelungs-/Steuerungsventil für Ansaugluft)Throttle valve (intake air control valve)

2020

elektronische Regelungs-/Steuerungseinheit (Zielansaugluftdurchsatz-Berechnungsmittel, Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmittel, Berechnungsumschaltmittel)electronic control unit (target intake air flow rate calculating means, control amount calculating means, calculation switching means)

2222

LadedrucksensorBoost pressure sensor

2424

Ansaugdrucksensorintake pressure

2727

Beschleunigungssensoraccelerometer

2828

MotordrehgeschwindigkeitssensorMotor rotation speed sensor

Claims (4)

Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft für einen Verbrennungsmotor, welches Zielansaugluftdurchsatz-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Zielansaugluftdurchsatzes (GAIRCMD) des Motors (1) umfasst, und welches eine Öffnung (TH) eines Regelungs-/Steuerungsventils (3) für Ansaugluft des Motors (1) gemäß dem Zielansaugluftdurchsatz (GAIRCMD) regelt/steuert, wobei das Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Regelungs-/Steuerungsbetrages (THCMD) des Regelungs-/Steuerungsventils (3) für Ansaugluft unter Verwendung eines neuronalen Netzes, in welches Motorbetriebsparameter (PB, PI, NE), die einen Betriebszustand des Motors (1) anzeigen, und der Zielansaugluftdurchsatz (GAIRCMD) eingegeben werden, wobei das neuronale Netz den Regelungs-/Steuerungsbetrag (THCMD) des Regelungs-/Steuerungsventils (3) für Ansaugluft ausgibt; und Berechnungsumschaltmittel zum Beenden der Berechnung des Regelungs-/Steuerungsbetrages (THCMD) durch die Regelungs-/Steuerungsbetrag-Berechnungsmittel und Einstellen des Regelungs-/Steuerungsbetrages (THCMD) auf einen vorbestimmten Betrag (THMAX), wenn der Zielansaugluftdurchsatz (GAIRCMD) gleich einem oder größer als ein Bestimmungsansaugluftdurchsatz (GAIRTH) ist.Intake air control system for an internal combustion engine, which has target intake air flow rate calculating means for calculating a target intake air flow rate (GAIRCMD) of the engine ( 1 ), and which has an opening (TH) of a control valve ( 3 ) for intake air of the engine ( 1 ) according to the target intake air flow rate (GAIRCMD), wherein the intake air control system is characterized by comprising: control amount calculating means for calculating a control amount (THCMD) of the control valve ( 3 Intake air using a neural network, in which engine operating parameters (PB, PI, NE), the operating state of the engine ( 1 ) and the target intake air flow rate (GAIRCMD) are entered, the neural network determining the control amount (THCMD) of the control valve (FIG. 3 ) for intake air outputs; and calculation switching means for terminating the calculation of the control amount (THCMD) by the control amount calculating means and setting the control amount (THCMD) to a predetermined amount (THMAX) when the target intake air flow rate (GAIRCMD) is equal to or greater than is a determination intake air flow rate (GAIRTH). Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Betrag (THMAX) ein Regelungs-/Steuerungsbetrag ist, welcher das Regelungs-/Steuerungsventil (3) für Ansaugluft vollständig öffnet. An intake air control / control system according to claim 1, characterized in that the predetermined amount (THMAX) is a control amount which controls the control valve ( 3 ) completely opens for intake air. Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestimmungsansaugluftdurchsatz (GAIRTH) auf Grundlage des maximalen Ansaugluftdurchsatzes (GAIRMAX) des Motors (1) berechnet ist.The intake air control / regulation system according to claim 1, characterized in that the determination intake air flow rate (GAIRTH) is based on the maximum intake air flow rate (GAIRMAX) of the engine (FIG. 1 ) is calculated. Regelungs-/Steuerungssystem für Ansaugluft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Betrag (THMAX) auf den Minimalwert (THSTB) des Regelungs-/Steuerungsbetrages des Regelungs-/Steuerungsventils (3) für Ansaugluft eingestellt ist, welcher den maximalen Ansaugluftdurchsatz (GAIRMAX) des Motors (1) realisiert.The intake air control / regulation system according to claim 1, characterized in that the predetermined amount (THMAX) is set to the minimum value (THSTB) of the control amount of the control valve (FIG. 3 ) is set for intake air which determines the maximum intake air flow rate (GAIRMAX) of the engine ( 1 ) realized.

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