DE112009005254B4 - Control system for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Regelungs-/Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor (1), wobei das Regelungs-/Steuerungssystem dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel (20) zum Berechnen eines Regelungs-/Steuerungsparameters (IDTH) des Motors (1) unter Verwendung eines Stationärer-Motorbetriebszustand-Models und eines Instationärer-Motorbetriebszustand-Models, wobei das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model einem stationären Betrieb des Motors (1) entspricht und einen vorbestimmten Betriebsparameter (THCMD) des Motors (1) unter Verwendung eines neuronalen Netzes (SOMSS) ausgibt, und das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model einem instationären Betrieb des Motors (1) entspricht und den vorbestimmten Betriebsparameter (THCMD) unter Verwendung eines anderen neuronalen Netzes (SOMTS) ausgibt, wobei die Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel (20) umfassen: Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel (20) zum Bestimmen, ob der Motor (1) sich in dem instationären Betriebszustand befindet oder nicht; und Auswahlmittel (20) zum Auswählen eines aus dem Stationärer-Motorbetriebszustand-Model und dem Instationärer-Motorbetriebszustand-Model gemäß dem Bestimmungsergebnis der Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel, wobei die Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel (20) den Regelungs-/Steuerungsparameter (IDTH) gemäß der Betriebsparameter(THCMD)-Ausgabe des ausgewählten Models berechnen, wobei die Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel (20) bestimmen, dass sich der Motor (1) in dem stationären Betriebszustand befindet, wenn Änderungsbeträge (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) von Eingabeparametern (GAIRCMD, PB, PI, NE), welche zur Berechnung des Regelungs-/Steuerungsparameters (IDTH) des Motors (1) verwendet werden, während einer Zeitdauer kleiner als ein vorbestimmter Änderungsbetrag (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH) sind, ...A control system for an internal combustion engine (1), the control system being characterized by comprising: control parameter calculating means (20) for calculating a control (IDTH) parameter of the engine (1) at Use of a stationary-engine-operating-state model and an unsteady-engine operating-state model, wherein the stationary-engine-operating-state model corresponds to stationary operation of the engine (1) and a predetermined operating parameter (THCMD) of the engine (1) using a neural network (SOMSS ), and the unsteady engine operating state model corresponds to a transient operation of the engine (1) and outputs the predetermined operating parameter (THCMD) using another neural network (SOMTS), the control parameter calculating means (20) comprising: Unsteady engine operating condition determining means (20) for determining whether the engine (1) is in the transient operating state or not; and selecting means (20) for selecting one of the stationary-engine-operation-state model and the unsteady-engine-operation-state model according to the determination result of the in-vehicle engine operation state determination means, the control parameter calculation means (20) determining the control parameter (IDTH ) according to the operating parameter (THCMD) output of the selected model, the transient engine operating state determining means (20) determining that the engine (1) is in the steady-state operating state when change amounts (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) used for calculating the control parameter (IDTH) of the engine (1) are smaller than a predetermined amount of change (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH) during a period of time, ...

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Regelungs-/Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor, und insbesondere auf ein System zum Regeln/Steuern des Motors unter Verwendung eines neuronalen Netzes.The present invention relates to a control system for an internal combustion engine, and more particularly to a system for controlling the engine using a neural network.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Das JP H11-85719 A zeigt eine Parameterschätzungsvorrichtung zum Schätzen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses unter Verwendung eines neuronalen Netzes, in welches Parameter eingegeben werden, die einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors, wie beispielsweise eine Drosselventilöffnung, einen Ansaugdruck, eine Motordrehgeschwindigkeit und eine Ansauglufttemperatur anzeigen.The JP H11-85719 A FIG. 12 shows a parameter estimating apparatus for estimating an air-fuel ratio using a neural network to which parameters indicating an operating state of the engine such as a throttle valve opening, an intake pressure, an engine rotational speed and an intake air temperature are input.

In dieser Vorrichtung werden eine Mehrzahl von Motorbetriebsbereichen gemäß den Eingabeparametern eingestellt und der Berechnungspfad in dem verwendeten neuronalen Netz wird gemäß dem Motorbetriebsbereich verändert.In this apparatus, a plurality of engine operating regions are set according to the input parameters, and the calculation path in the neural network used is changed according to the engine operating region.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNGOVERVIEW OF THE INVENTION

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

Wenn ein Motorbetriebsparameter, wie beispielsweise das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, in Anlehnung an anderen Motorbetriebsparametern geschätzt (berechnet) wird, kann sich die Schätzungsgenauigkeit stark ändern, abhängig davon, ob der Motorbetriebszustand ein stationärer Motorbetriebszustand oder ein instationärer Motorbetriebszustand ist. Die Vorrichtung aus Patentdokument 1 geht mit dem instationären Betriebszustand dadurch um, dass frühere Werte des Motorbetriebsparameters eingegeben werden. Allerdings besteht eine Möglichkeit, dass die Vorrichtung mit dem instationären Betriebszustand unter Verwendung von nur einem neuronalen Netz nicht umgehen kann. Ferner wird die Größe von einem neuronalen Netz sehr groß, wodurch der Aufwand an erforderlicher Berechnung zunimmt.When an engine operating parameter, such as the air-fuel ratio, is estimated (calculated) based on other engine operating parameters, the estimation accuracy may vary greatly depending on whether the engine operating condition is a stationary engine operating condition or a transient engine operating condition. The apparatus of Patent Document 1 deals with the transient operating condition by inputting previous values of the engine operating parameter. However, there is a possibility that the device can not handle the transient operating state using only one neural network. Furthermore, the size of a neural network becomes very large, which increases the amount of computation required.

Aus der DE 10 2006 061 659 A1 ist eine einzelnen Steuervorrichtung bekannt, in der ein physikalisches Modell implementiert ist. Die Ermittlung von Stellgrößen mittels der Steuervorrichtung erfolgt in Abhängigkeit von mindestens einer Betriebsgröße, unabhängig davon, ob sich die Brennkraftmaschine in einem stationären oder in einem instationären Betriebszustand befindet.From the DE 10 2006 061 659 A1 For example, a single controller is known in which a physical model is implemented. The determination of manipulated variables by means of the control device takes place as a function of at least one operating variable, regardless of whether the internal combustion engine is in a stationary or in a transient operating state.

Aus der DE 10 2004 031 296 A1 ist ein Regelungs-/Steuerungsverfahren für einen Verbrennungsmotor bekannt. Gemäß diesem Verfahren erfolgt eine Bestimmung von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors in einem stationären Zustand unter Verwendung eines Models für den stationären Zustand des Motors. In dem instationären Zustand werden jedoch die Betriebsparameter ohne Verwendung eines Models bestimmt.From the DE 10 2004 031 296 A1 a control method for an internal combustion engine is known. According to this method, determination of operating parameters of the internal combustion engine in a steady state is performed using a stationary state model of the engine. In the transient state, however, the operating parameters are determined without using a model.

Darüber hinaus beschreibt die DE 10 2004 031 296 A1 , dass eine Bestimmung von Betriebsparametern im instationären Betriebszustand ohne Verwendung eines Models durchgeführt werden sollte, da dann, wenn zusätzlich zu einem Modell für einen stationären Betriebszustand ein Model verwendet wird, welches eine Brennkraftmaschine in einem instationären Zustand beschreibt, die erforderliche Rechenleistung erheblich zunimmt, was die Anforderungen an die Hardware erhöht und das Motorsteuergerät in erheblicher Weise verteuert. Daher schlägt die DE 10 2004 031 296 A1 vor, dann, wenn im Betrieb der Brennkraftmaschine ein instationärer Zustand auftritt, vom Model-basierten Ermitteln der Größen von Betriebsparametern auf ein zündsynchrones Ermitteln der Größen von Betriebsparametern überzugehen.In addition, the describes DE 10 2004 031 296 A1 in that a determination of operating parameters in the transient operating state should be performed without using a model, because if, in addition to a steady state model, a model describing an internal combustion engine in a transient state is used, the required computing power increases significantly Increased the hardware requirements and made the engine control unit considerably more expensive. Therefore, the beats DE 10 2004 031 296 A1 before, then, when in the operation of the internal combustion engine, a transient condition occurs to move from the model-based determination of the parameters of operating parameters to a firing synchronous determination of the parameters of operating parameters.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Regelungs-/Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, welches ein neuronale Netz nicht nur in einem stationären Motorbetriebszustand sondern auch in einem instationären Betriebszustand derart einsetzt, dass es möglich ist, eine Regelungs-/Steuerungsgenauigkeit bei Unterdrückung der Berechnungslast während des Motorbetriebs zu verbessern.The object of the present invention is to provide a control system for an internal combustion engine which employs a neural network not only in a stationary engine operating state but also in a transient operating state such that it is possible to provide control accuracy in suppressing the engine Calculation load to improve during engine operation.

Mittel zum Lösen der Aufgabe Means for solving the problem

Zum Lösen der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Regelungs-/Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor bereit, umfassend Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Regelungs-/Steuerungsparameters (IDTH) des Motors unter Verwendung eines Stationärer-Motorbetriebszustand-Models und eines Instationärer-Motorbetriebszustand-Models. Das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model entspricht einem stationären Betrieb des Motors und gibt einen vorbestimmten Betriebsparameter (THCMD) des Motors unter Verwendung eines neuronalen Netzes. (SOMSS) aus. Das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model entspricht einem instationären Betrieb des Motors und gibt den vorbestimmten Betriebsparameter (THCMD) unter Verwendung eines anderen neuronalen Netzes (SOMTS) aus. Die Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel umfassen Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel und Auswahlmittel. Die Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel bestimmen, ob der Motor sich in dem instationären Betriebszustand befindet oder nicht. Die Auswahlmittel wählen eines aus dem Stationärer-Motorbetriebszustand-Model und dem Instationärer-Motorbetriebszustand-Model aus, gemäß dem Bestimmungsergebnis der Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel. Die Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel berechnen den Regelungs-/Steuerungsparameter (IDTH) gemäß der Betriebsparameter(THCMD)-Ausgabe des ausgewählten Models. Die Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel bestimmen, dass sich der Motor in dem stationären Betriebszustand befindet, wenn Änderungsbeträge (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) von Eingabeparametern (GAIRCMD, PB, PI, NE), welche zur Berechnung des Regelungs-/Steuerungsparameters (IDTH) des Motors verwendet werden, während einer Zeitdauer kleiner als ein vorbestimmter Änderungsbetrag (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH) sind. Die Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel bestimmen, dass sich der Motor in dem instationären Betriebszustand befindet, wenn wenigstens einer von Änderungsbeträgen (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) der Eingabeparameter (GAIRCMD, PB, PI, NE), welche in das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model eingegeben werden, während einer Zeitdauer größer als ein vorbestimmter Änderungsbetrag (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH) ist. Ferner wird ein erster Satz von Eingabeparametern (GAIRCMD, PB, PI, NE) in das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model eingegeben und wird ein zweiter Satz von Eingabeparametern (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) in das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model eingegeben, wobei der zweite Satz von Eingabeparametern (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) Änderungsbeträgen von dem ersten Satz von Eingabeparametern (GAIRCMD, PB, PI, NE) für eine konstante Zeitperiode (TC) entspricht.In order to achieve the above object, the present invention provides a control system for an internal combustion engine, comprising control parameter calculating means for calculating a control parameter (IDTH) of the engine using a stationary-engine running-state model and an unsteady-state engine operating condition models. The steady-state engine operating mode model corresponds to stationary operation of the engine and outputs a predetermined operating parameter (THCMD) of the engine using a neural network. (SOMSS) off. The unsteady engine operating mode model corresponds to transient operation of the engine and outputs the predetermined operating parameter (THCMD) using another neural network (SOMTS). The control parameter calculating means includes transient engine operating state determining means and selecting means. The unsteady engine operating state determining means determines whether or not the engine is in the transient operating state. The selection means selects one of the stationary-engine-operation-state model and the unsteady-engine-operation-state model according to the determination result of the in-station-engine-operation-state determination means. The control parameter calculating means calculates the control / control parameter (IDTH) according to the operation parameter (THCMD) output of the selected model. The on-state engine operating condition determining means determines that the engine is in the steady-state operating condition when change amounts (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) of input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) used to calculate the control parameter (FIG. IDTH) of the motor during a period of time are smaller than a predetermined amount of change (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH). The on-state engine operating condition determining means determines that the engine is in the transient operating condition when at least one of change amounts (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) of the input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) which is in the steady-state engine operating condition Model is input during a period of time greater than a predetermined amount of change (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH). Further, a first set of input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) is input to the steady state engine operating mode model, and a second set of input parameters (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) is input to the transient engine operating state model the second set of input parameters (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) corresponds to amounts of change from the first set of input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) for a constant time period (TC).

Mit dieser Konfiguration wird der Regelungs-/Steuerungsparameter des Motors unter Verwendung des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models, welches einem stationären Betrieb des Motors entspricht, und welches einen vorbestimmten Betriebsparameter des Motors unter Verwendung eines neuronalen Netzes ausgibt, und des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models berechnet, welches einem instationären Zustand des Motors entspricht, und welches den vorbestimmten Betriebsparameter unter Verwendung eines anderen neuronalen Netzes ausgibt. Insbesondere wird es bestimmt, ob der Motor sich in dem instationären Betriebszustand befindet oder nicht, und ein aus dem Stationärer-Motorbetriebszustand-Model und dem Instationärer-Motorbetriebszustand-Model wird gemäß dem Bestimmungsergebnis ausgewählt und der Regelungs-/Steuerungsparameter wird gemäß der Ausgabe des ausgewählten Models berechnet. Somit kann der Regelungs-/Steuerungsparameter erhalten werden, welcher sowohl für den Zustand eines stationären Betriebs als auch für den Zustand eines instationären Betriebs des Motors geeignet ist, wodurch die Regelungs-/Steuerungsgenauigkeit mit dem mittels dem Betriebsparameter berechneten Regelungs-/Steuerungsparameter erhöht wird.With this configuration, the control / regulation parameter of the engine is calculated by using the stationary-engine-operation-state model, which corresponds to steady-state operation of the engine, and outputs a predetermined operation parameter of the engine using a neural network, and the non-stationary-engine-operation-state model , which corresponds to a transient state of the motor, and which outputs the predetermined operating parameter using another neural network. Specifically, it is determined whether or not the engine is in the transient operating state, and one of the steady state engine operating state model and the inoperative engine operating state model is selected according to the determination result, and the control parameter is selected according to the output of the selected one Models calculated. Thus, the control parameter suitable for both the steady-state and non-steady-state operation of the engine can be obtained, thereby increasing the control accuracy with the control parameter calculated by the operation parameter.

Ferner werden der erste und der zweite Satz von Eingabeparametern, welche voneinander verschieden sind, in das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model und das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model jeweils eingegeben und die Berechnung der Modelausgabe wird nur bezüglich eines durch die Auswahlmittel ausgewählten Models durchgeführt. Dementsprechend ist es nicht erforderlich die den neuronalen Netzen entsprechenden Berechnungen in den zwei Modellen durchzuführen, wodurch die Berechnungslast unterdrückt wird.Further, the first and second sets of input parameters, which are different from each other, are input to the stationary-engine-operation-state model and the in-stationary-engine-operation-state model, respectively, and the calculation of the model output is performed only with respect to a model selected by the selection means. Accordingly, it is not necessary to perform the calculations corresponding to the neural networks in the two models, thereby suppressing the computation load.

Ferner wird bestimmt, dass der Motor sich in dem instationären Betriebszustand befindet, wenn wenigstens einer der Änderungsbeträge der Eingabeparameter (GAIRCMD, PB, PI, NE), welche in das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model eingegeben werden, größer als der vorbestimmte Änderungsbetrag ist. Dementsprechend kann der instationäre Betriebszustand, in welchem das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model verwendet werden soll, angemessen bestimmt werden.Further, it is determined that the engine is in the transient operating state when at least one of the change amounts of the input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) input to the in-vehicle engine running state model is larger than the predetermined change amount. Accordingly, the transient operating state in which the transient engine running state model is to be used can be appropriately determined.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF 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 ist ein Diagramm, welches eine andere selbst-organisierende Karte zeigt. 3 is a diagram showing another self-organizing map.

4 zeigt eine Beziehung zwischen einem Ansaugluftdurchsatz (GAIR) und einer Drosselventilöffnung (TH). 4 shows a relationship between an intake air flow rate (GAIR) and a throttle valve opening (TH).

5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahren zum Berechnen einer Zielöffnung (THCMD) des Drosselventils. 5 FIG. 10 is a flowchart of a method of calculating a target opening (THCMD) of the throttle valve.

6 ist ein Flussdiagramm eines Berechnungsverfahrens einer selbstorganisierenden Karte (SOM), welches in dem Verfahren aus 5 ausgeführt wird. 6 FIG. 10 is a flowchart of a self-organizing map (SOM) calculation method used in the method of FIG 5 is performed.

MITTEL ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNGMeans for carrying out 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 Ventilöffnungsperiode von jedem Kraftstoffeinspritzventil 9. D. h. die Kraftstoffeinspritzsperiode 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 period of each fuel injection valve 9 , Ie. the fuel injection period 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 11 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 11 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 ist durch die ECU 20 geregelt/gesteuert. Insbesondere liefert die ECU 20 ein Regelungs-/Steuerungssignal von einem variablen Tastverhältnis an dem Aktuator und regelt/steuert die Schaufelöffnung θvgt durch das Regelungs-/Steuerungssignal. Die Konfiguration des Turboladers mit beweglichen Schaufeln ist weithin bekannt, wie beispielsweise in der 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 ratio on the actuator and controls the blade opening θvgt by the control signal. The configuration of the turbocharger with moving blades is well known, such as in the 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 Ansaugluftdurchsatz-Sensor 21, ein Ladedrucksensor 22, ein Ansauglufttemperatursensor 23 und ein Ansaugdrucksensor 24 sind in dem Ansaugrohr 2 angebracht. Der Ansaugluftdurchsatz-Sensor 21 erfasst einen Ansaugluftdurchsatz GA. Der Ladedrucksensor 22 erfasst einen Ansaugdruck (Ladedruck) PB an 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.An intake air flow 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 an intake pressure (boost pressure) PB at 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.

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.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 Kraftstoffeinspritzventil 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 valve 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 Selbst-organisierende-Karte-Algorithmus angewendet wird. Dieses neuronale Netz wird nachfolgend einfach als „selbst-organisierende 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 is hereinafter simply referred to as a "self-organizing map". The ECU 20 drives the actuator 19 so that the determined throttle valve opening coincides with the target throttle valve opening THCMD.

In dieser Ausführungsform wird die Zieldrosselventilöffnung THCMD mittels einer selbst-organisierenden Karte SOMSS eines Stationärer-Motorbetriebszustand-Models und einer selbst-organisierenden Karte SOMTS eines Instationärer-Motorbetriebszustand-Models berechnet. Die selbst-organisierende Karte SOMSS eines Stationärer-Motorbetriebszustand-Models entspricht eisern stationären (dauerhaften) Betriebszustand des Motors 1 und die selbstorganisierenden Karte SOMTS eines Instationärer-Motorbetriebszustand-Models entspricht einem instationären (vorübergehenden) Betriebszustand des Motors 1.In this embodiment, the target throttle valve opening THCMD is calculated by means of a self-organizing map SOMSS of a steady-state engine operating state model and a self-organizing map SOMTS of an unsteady engine operating state model. The self-organizing map SOMSS of a stationary-engine-operating-state model corresponds to iron stationary (steady state) operating state of the motor 1 and the self-organizing map SOMTS of an unsteady engine running state model corresponds to a transient operating state of the engine 1 ,

Die selbst-organisierende Karte wird nachfolgend detailliert beschrieben.The self-organizing map is 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 selbst-organisierende 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. a 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]

Figure DE112009005254B4_0002
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]
Figure DE112009005254B4_0002

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 verteilen sich, dann, wenn die Eingabedatenvektoren zu zweidimensionalen Vektoren vereinfacht werden und die Verteilung der Eingabedatenvektoren auf einer zweidimensionalen Ebene dargestellt ist, 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 selbst-organisierende 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 die selbst-organisierende Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models zum Berechnen der Zieldrosselventilöffnung TH-CMD 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 the self-organizing map SOMSS of the stationary engine running state model for calculating the target throttle valve opening TH-CMD 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 selbst-organisierenden 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 map, 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 selbst-organisierenden 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 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 Neuron NRi entspricht, und der Eingabedatenvektor xTH auf die folgende Gleichung (12) angewendet, um die Zieldrosselventilöffnung THCMD zu berechnen. THCMD = C1i × GAIRCMD + C2i × PB + C3i × 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 + C3i × PI + C4i × NE + C0i (12)

Andererseits werden die Änderungsbeträge, die den Eingabeparametern der selbst-organisierenden Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models entsprechen auf die selbst-organisierende Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models als Eingabeparameter angewandt. Insbesondere werden ein Zielansaugluftdurchsatz-Änderungsbetrag DGAIRCMD, ein Ladedruck-Änderungsbetrag DPB, ein Ansaugdruck-Änderungsbetrag DPI und ein. Drehgeschwindigkeit-Änderungsbetrag DNE durch die folgenden Gleichungen (21)–(24) berechnet und als Eingabeparameter auf die selbst-organisierende Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models angewandt. In diesen Gleichungen ist „k” eine mit einer Berechnungsperiode TC der Zieldrosselventilöffnung THCMD digitalisierten diskreten Zeit. DGAIRCMD = GAIRCMD(k) – GAIRCMD(k – 1) (21) DPB = PB(k) – PB(k – 1) (22) DPI = PI(k) – PI(k – 1) (23) DNE = NE(k) – NE(k – 1) (24) On the other hand, the change amounts corresponding to the input parameters of the self-organizing map SOMSS of the stationary engine running state model are applied to the self-organizing map SOMTS of the in-state engine running state model as input parameters. Specifically, a target intake air flow rate change amount DGAIRCMD, a boost pressure change amount DPB, an intake pressure change amount DPI, and a. Rotational speed change amount DNE is calculated by the following equations (21) - (24) and applied as input parameters to the self-organizing map SOMTS of the in-state engine running state model. In these equations, "k" is a discrete time digitized with a calculation period TC of the target throttle valve opening THCMD. DGAIRCMD = GAIRCMD (k) - GAIRCMD (k - 1) (21) DPB = PB (k) -PB (k-1) (22) DPI = PI (k) -PI (k-1) (23) DNE = NE (k) - NE (k-1) (24)

3 zeigt die selbst-organisierende Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models zum Berechnen der Zieldrosselventilöffnung THCMD in dieser Ausführungsform als eine zweidimensionalen Karte. Diese zweidimensionale Karte ist durch den Zielansaugluftdurchsatz-Änderungsbetrag DGAIRCMD und den Ladedruck-Änderungsbetrag DPB definiert. Der Eingabedatenvektor xTHD ist durch die folgende Gleichung (25) definiert. xTHD = (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) (25) 3 FIG. 13 shows the self-organizing map SOMTS of the in-state engine operating state model for calculating the target throttle valve opening THCMD in this embodiment as a two-dimensional map. This two-dimensional map is represented by the target intake air flow rate change amount DGAIRCMD and defines the boost pressure change amount DPB. The input data vector xTHD is defined by the following equation (25). xTHD = (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) (25)

Ein durch die folgende Gleichung (26) gezeigter Gewichtungskoeffizientenvektor CDi (i = 1 – M) wird durch Trainieren mit derselben Methode berechnet, als die, die für das Trainieren der selbst-organisierenden Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models verwendet wurde. CDi = (CD0i, CD1i, CD2i, CD3i, CD4i) (26) A weighting coefficient vector CDi (i = 1-M) shown by the following equation (26) is calculated by training by the same method as that used for training of the self-organizing map SOMSS of the stationary engine running state model. CDi = (CD0i, CD1i, CD2i, CD3i, CD4i) (26)

Wenn die selbst-organisierende Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models verwendet wird, wird die Zieldrosselventilöffnung TH-CMD durch die folgende Gleichung (27) berechnet. Diese Gleichung (27) entspricht der Gleichung, die das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model in dieser Ausführungsform definiert. THCMD = CD1i × DGAIRCMD + CD2i × DPB + CD3i × DPI + CD4i × DNE + CD0i (27) When the self-organizing map SOMTS of the unsteady engine running state model is used, the target throttle valve opening TH-CMD is calculated by the following equation (27). This equation (27) corresponds to the equation that defines the unsteady motor running mode model in this embodiment. THCMD = CD1i × DGAIRCMD + CD2i × DPB + CD3i × DPI + CD4i × DNE + CD0i (27)

4 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. 4 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 4 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 TH-CMD 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 Berechnungslast 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 selbst-organisierenden 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 4 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 TH-CMD 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.

5 ist ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Berechnen der Zieldrosselventilöffnung THCMD. Dieses Verfahren wird bei vorbestimmten Zeitintervallen durch die CPU in der ECU 20 ausgeführt. 5 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 das in 6 gezeigte SOM-Berechnungsverfahren ausgeführt, um die Zieldrosselventilöffnung THCMD unter Verwendung der oben-beschriebenen selbst-organisierenden Karte SOMSS oder SOMTS zu berechnen (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 the target intake air flow rate GAIRCMD is smaller than the determination threshold value GAIRTH is or not. If the answer in step S14 is affirmative (YES), the in 6 SOM calculation methods performed to calculate the target throttle valve opening THCMD using the above-described self-organizing map SOMSS or SOMTS (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.

Im Schritt S21 aus 6 werden der Ansaugluftdurchsatz-Änderungsbetrag DGAIRCMD, der Ladedruck-Änderungsbetrag DPB, der Ansaugdruck-Änderungsbetrag DPI und der Drehgeschwindigkeit-Änderungsbetrag DNE durch die oben-beschriebenen Gleichungen (21)–(24) berechnet.In step S21 6 For example, the intake air flow rate change amount DGAIRCMD, the boost pressure change amount DPB, the intake pressure change amount DPI, and the rotational speed change amount DNE are calculated by the above-described equations (21) - (24).

Im Schritt S22 wird bestimmt, ob der Ansaugluftdurchsatz-Änderungsbetrag DGAIRCMD größer als ein vorbestimmter Luftdurchsatz-Änderungsbetrag DGATH ist oder nicht. Falls die Antwort auf Schritt S22 negativ ist (NEIN) ist, wird es ferner bestimmt, ob der Ladedruck-Änderungsbetrag größer als ein vorbestimmter Ladedruck-Änderungsbetrag DPBTH ist oder nicht (Schritt S23). Falls die Antwort auf Schritt S23 negativ ist (NEIN), wird es ferner bestimmt, ob der Ansaugdruck-Änderungsbetrag DPI größer als ein vorbestimmter Ansaugdruck-Änderungsbetrag DPITH ist oder nicht (Schritt S24). Falls die Antwort auf Schritt S24 negativ ist (NEIN), wird ferner bestimmt, ob der Drehgeschwindigkeit-Änderungsbetrag DNE größer als ein vorbestimmter Drehgeschwindigkeit-Änderungsbetrag DNETH ist (Schritt S25).In step S22, it is determined whether or not the intake air flow rate change amount DGAIRCMD is greater than a predetermined air flow rate change amount DGATH. If the answer to step S22 is negative (NO), it is further determined whether or not the boost pressure changing amount is larger than a predetermined boost pressure changing amount DPBTH (step S23). If the answer to step S23 is negative (NO), it is further determined whether or not the intake pressure change amount DPI is larger than a predetermined intake pressure change amount DPITH (step S24). If the answer to step S24 is negative (NO), it is further determined whether the rotational speed change amount DNE is greater than a predetermined rotational speed change amount DNETH (step S25).

Falls irgendeiner der Antworten auf die Schritte S22–S25 bejahend (JA) ist, dann wird bestimmt, dass der Motor 1 in dem instationären Betriebszustand ist und die Zieldrosselventilöffnung THCMD wird unter Verwendung der selbst-organisierenden Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models berechnet (Schritt S27).If any of the answers to steps S22-S25 are affirmative (YES), then it is determined that the engine 1 is in the transient operating state, and the target throttle valve opening THCMD is calculated using the self-organizing map SOMTS of the transient engine running state model (step S27).

Andererseits, falls die Antwort aus Schritt S25 negativ (NEIN) ist, dann wird bestimmt, dass der Motor 1 in dem stationären Betriebszustand ist und die Zieldrosselventilöffnung THCMD wird unter Verwendung der selbstorganisierenden Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models berechnet (Schritt S26).On the other hand, if the answer of step S25 is negative (NO), then it is determined that the engine 1 is in the steady-state operation state, and the target throttle valve opening THCMD is calculated by using the self-organizing map SOMSS of the steady state engine operating state model (step S26).

Die CPU in der ECU 20 berechnet einen Antriebsparameter IDTH zum Antreiben des Aktuators 19 und führt eine Drosselventilöffnung-Regelung/Steuerung (Ansaugluftdurchsatz-Regelung/Steuerung), so dass die detektierte Drosselventilöffnung TH mit der durch das Verfahren aus den 5 und 6 berechneten Zieldrosselventilöffnung THCMD übereinstimmt.The CPU in the ECU 20 calculates a drive parameter IDTH for driving the actuator 19 and performs a throttle valve opening control / control (intake air flow rate control / control), so that the detected throttle valve opening TH with the by the method of 5 and 6 calculated target throttle valve opening THCMD.

Wie oben in dieser Ausführungsform beschrieben wird der Antriebsparameter IDTH des Aktuators 19 mittels des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models und des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models berechnet. Das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model entspricht dem stationären Betrieb des Motors 1 und gibt die Zieldrosselventilöffnung THCMD aus, unter Verwendung der selbst-organisierenden Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models. Das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model entspricht dem instationären Betrieb des Motors 1 und gibt die Zieldrosselventilöffnung THCMD aus, unter Verwendung der selbst-organisierenden Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models. Insbesondere wird es bestimmt, ob sich der Motor 1 in dem instationären Betriebszustand in den Schritten S22–S25 aus 6 befindet oder nicht, ein aus dem Stationärer-Motorbetriebszustand-Model und dem Instationärer-Motorbetriebszustand-Model wird gemäß des Bestimmungsergebnisses ausgewählt und der Antriebsparameter IDTH wird gemäß der Zieldrosselventilöffnung THCMD berechnet, welche die Ausgabe des ausgewählten Models ist. Somit kann die Zieldrosselventilöffnung THCMD, welche für jeden der stationären Betriebszustand und der instationären Betriebszustand des Motors 1 geeignet ist, erhalten werden, wodurch eine Regelungs-/Steuerungsgenauigkeit mit dem mittels der Zieldrosselventilöffnung THCMD berechneten Antriebsparameter IDTH verbessert wird.As described above in this embodiment, the drive parameter IDTH of the actuator 19 calculated by means of the stationary engine operating state model and the unsteady engine operating state model. The steady-state engine operating mode model corresponds to the steady-state operation of the engine 1 and outputs the target throttle valve opening THCMD using the self-organizing map SOMSS of the stationary engine running state model. The unsteady engine operating state model corresponds to the transient operation of the engine 1 and outputs the target throttle valve opening THCMD using the self-organizing map SOMTS of the on-state engine running state model. In particular, it is determined if the engine 1 in the transient operating state in steps S22-S25 6 is or not, one of the stationary-engine-operation-state model and the unsteady-engine-operation-state model is selected according to the determination result, and the drive parameter IDTH is calculated according to the target throttle valve opening THCMD which is the output of the selected model. Thus, the target throttle valve opening THCMD, which for each of the stationary operating state and the transient operating state of the engine 1 is adapted to be obtained, whereby a control accuracy is improved with the drive parameter IDTH calculated by means of the target throttle valve opening THCMD.

Der Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD, der Ladedruck PB, der Ansaugdruck PI und die Motordrehgeschwindigkeit NE werden in die selbst-organisierende Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models eingegeben, während die Änderungsbeträge von denjenigen Eingabeparametern in die selbst-organisierende Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models eingegeben werden. Ferner wird in dem stationären Betriebszustand des Motors nur die Berechnung in Bezug auf die selbst-organisierende Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models durchgeführt und in dem instationären Betriebszustand des Motors nur die Berechnung in Bezug auf die selbst-organisierende Karte SOMTS des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models durchgeführt. Somit ist es nicht erforderlich, die Berechnungen, die den neuronalen Netze entsprechen, in den zwei Modellen durchzuführen, wodurch die Berechnungslast unterdrückt wird.The target intake air flow rate GAIRCMD, the supercharging pressure PB, the intake pressure PI, and the engine rotation speed NE are input to the self-organizing map SOMSS of the steady-state engine operating state model, while the amounts of change from those input parameters to the self-organizing map SOMTS of the transient engine operating state model be entered. Further, in the stationary operating state of the engine, only the calculation is made with respect to the self-organizing map SOMSS of the stationary-engine running-state model, and in the transient operating state of the engine, only the calculation with respect to the self-organizing map SOMTS of the on-state engine running state -Models performed. Thus, it is not necessary to perform the calculations corresponding to the neural networks in the two models, thereby suppressing the computation load.

Ferner wird es bestimmt, dass der Motor 1 sich in dem instationären Betriebszustand befindet, wenn wenigstens einer der Änderungsbeträge, welche dem Zielansaugluftdurchsatz GAIRCMD, dem Ladedruck PB, dem Ansaugdruck PI und der Motordrehgeschwindigkeit NE entsprechen, welche die Eingabeparameter der selbst-organisierenden Karte SOMSS des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models sind, größer als der vorbestimmte Änderungsbetrag ist. Dementsprechend kann der instationäre Betriebszustand, in welchem die selbst-organisierende Karte SOMTS des Models für ein instationären Zustand verwendet werden soll, angemessen bestimmt werden. Further, it is determined that the engine 1 is in the transient operating state when at least one of the change amounts corresponding to the target intake air flow rate GAIRCMD, the boost pressure PB, the intake pressure PI, and the engine rotation speed NE, which are the input parameters of the self-organizing map SOMSS of the steady state engine operation state model, is greater than is the predetermined amount of change. Accordingly, the transient operating state in which the self-organizing map SOMTS of the model is to be used for a transient state can be appropriately determined.

In dieser Ausführungsform bildet die ECU 20 die Zielansaugluftdurchsatz-Berechnungsmittel, die Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel und die Auswahlmittel. Insbesondere entspricht die Zieldrosselventilöffnung THCMD dem vorbestimmten Betriebsparameter, der Antriebsparameter IDTH des Aktuators 19 entspricht dem Motorregelungs-/steuerungsparameter, das Verfahren aus 5 entspricht einem Teil der Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel und das Verfahren aus 6 entspricht den Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmitteln und den Auswahlmitteln.In this embodiment, the ECU forms 20 the target intake air flow rate calculating means, the on-state engine operating state determining means and the selecting means. In particular, the target throttle valve opening THCMD corresponds to the predetermined operating parameter, the drive parameter IDTH of the actuator 19 corresponds to the motor control / control parameter, the method off 5 corresponds to a part of the control parameter calculating means and the method of FIG 6 corresponds to the unsteady engine operating state determining means and the selection means.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben-beschriebenen Ausführungsform beschränkt und verschiedene Abwandlungen können vorgenommen werden. Beispielsweise wird in der oben-beschriebenen Ausführungsform ein Beispiel dafür gezeigt, dass die Zieldrosselventilöffnung THCMD der vorbestimmte Betriebsparameter ist. Alternativ kann, als der vorbestimmte Betriebsparameter ein aus dem Motor 1 emittierter NOx-Betrag, ein Abgasrückführungsdurchsatz (oder eine Abgasrückführungsmenge, oder eine Zielabgasrückführungsmenge) oder der Ansaugluftdurchsatz berechnet werden und die Kraftstoffeinspritzmenge (Regelungs-/Steuerungsparameter) kann entsprechend dem berechneten vorbestimmten Betriebsparameter berechnet werden.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, an example is shown that the target throttle valve opening THCMD is the predetermined operating parameter. Alternatively, as the predetermined operating parameter, one from the engine 1 NOx amount, exhaust gas recirculation flow rate (or exhaust gas recirculation amount, or target exhaust gas recirculation amount) or intake air flow rate can be calculated, and the fuel injection amount (control parameter) can be calculated according to the calculated predetermined operation parameter.

Wenn der NOx-Betrag berechnet wird, werden die Motordrehgeschwindigkeit NE, die Kraftstoffzufuhrmenge (Kraftstoffeinspritzmenge), das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, eine Temperatur der in die Turbine 11 strömenden Abgase, der Ladedruck PB, der Ansaugdruck PI und der Ansaugluftdurchsatz GAIR als Eingabeparameter der selbst-organisierenden Karte des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models zum Berechnen des NOx-Betrags angewandt und die Änderungsbeträge, die den Eingabeparametern der selbst-organisierenden Karte des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models werden als Eingabeparameter der selbst-organisierenden Karte des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models angewandt.When the NOx amount is calculated, the engine rotation speed NE, the fuel supply amount (fuel injection amount), the air-fuel ratio, a temperature of the turbine 11 flowing exhaust gases, the supercharging pressure PB, the intake pressure PI and the intake air flow GAIR applied as input parameters of the self-organizing map of the stationary engine operating state model for calculating the amount of NOx and the amounts of change, the input parameters of the self-organizing map of the stationary engine operating state Models are used as input parameters of the self-organizing map of the transient engine running state model.

Wenn das Verhältnis der Abgsrückführung berechnet wird, werden der Ladedruck PB, der Ansaugdruck PI, die EGR-Ventilöffnung, der Ansaugluftdurchsatz GAIR, das Kraftstoff-Luft-Verhältnis, die Motordrehgeschwindigkeit NE, die Schaufelöffnung θvgt der Turbine 11 und die Temperatur der zurückgeführten Abgase als Eingabeparameter der selbst-organisierenden Karte des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models angewandt, um das Verhältnis der Abgsrückführung zu berechnen, und die Änderungsbeträge, welche den Eingabeparametern der selbst-organisierenden Karte des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models entsprechen, werden als die Eingabeparameter der selbst-organisierenden Karte des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models angewandt.When calculating the ratio of the exhaust recirculation, the supercharging pressure PB, the intake pressure PI, the EGR valve opening, the intake air flow rate GAIR, the air-fuel ratio, the engine rotation speed NE, the blade opening θvgt of the turbine become 11 and the temperature of the recirculated exhaust gases used as the input parameters of the self-organizing map of the steady-state engine operating state model to calculate the ratio of the exhaust recirculation, and the amounts of change corresponding to the input parameters of the self-organizing map of the steady state engine operating state model is applied as the input parameters of the self-organizing map of the transient engine running state model.

Wenn der Ansaugluftdurchsatz berechnet wird, werden die Drosselventilöffnung TH, der Ladedruck PB, der Ansaugdruck PI und die Motordrehgeschwindigkeit NE als Eingabeparameter der selbst-organisierenden Karte des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models angewandt, um den Ansaugluftdurchsatz zu berechnen, und die Änderungsbeträge, welche den Eingabeparametern der selbst-organisierenden Karte des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models werden als die Eingabeparameter der selbst-organisierenden Karte des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models angewandt.When the intake air flow rate is calculated, the throttle valve opening TH, the boost pressure PB, the intake pressure PI, and the engine rotation speed NE are used as input parameters of the self-organizing map of the steady state engine operation state model to calculate the intake air flow rate and the change amounts corresponding to the input parameters The self-organizing map of the stationary engine running state model is used as the input parameters of the self-organizing map of the in-state engine running state model.

Ferner wird in der oben-beschriebenen Ausführungsform die selbst-organisierende Karte als das neuronales Netz verwendet. Alternativ kann das neuronale Netz, das als sogenanntes „Perzeptron” bekannt ist, verwendet werden.Further, in the above-described embodiment, the self-organizing map is used as the neural network. Alternatively, the neural network known as the so-called "perceptron" may be used.

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
1919
Aktuatoractuator
2020
elektronische Regelungs-/Steuerungseinheit (Regelnungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel, Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel, Auswahlmittel)electronic control unit (control parameter calculating means, unsteady engine operating condition determining means, selecting means)
2222
LadedrucksensorBoost pressure sensor
2424
Ansaugdrucksensorintake pressure
2727
Beschleunigungssensoraccelerometer
2828
MotordrehgeschwindigkeitssensorMotor rotation speed sensor

Claims (2)

Regelungs-/Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor (1), wobei das Regelungs-/Steuerungssystem dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel (20) zum Berechnen eines Regelungs-/Steuerungsparameters (IDTH) des Motors (1) unter Verwendung eines Stationärer-Motorbetriebszustand-Models und eines Instationärer-Motorbetriebszustand-Models, wobei das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model einem stationären Betrieb des Motors (1) entspricht und einen vorbestimmten Betriebsparameter (THCMD) des Motors (1) unter Verwendung eines neuronalen Netzes (SOMSS) ausgibt, und das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model einem instationären Betrieb des Motors (1) entspricht und den vorbestimmten Betriebsparameter (THCMD) unter Verwendung eines anderen neuronalen Netzes (SOMTS) ausgibt, wobei die Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel (20) umfassen: Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel (20) zum Bestimmen, ob der Motor (1) sich in dem instationären Betriebszustand befindet oder nicht; und Auswahlmittel (20) zum Auswählen eines aus dem Stationärer-Motorbetriebszustand-Model und dem Instationärer-Motorbetriebszustand-Model gemäß dem Bestimmungsergebnis der Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel, wobei die Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel (20) den Regelungs-/Steuerungsparameter (IDTH) gemäß der Betriebsparameter(THCMD)-Ausgabe des ausgewählten Models berechnen, wobei die Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel (20) bestimmen, dass sich der Motor (1) in dem stationären Betriebszustand befindet, wenn Änderungsbeträge (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) von Eingabeparametern (GAIRCMD, PB, PI, NE), welche zur Berechnung des Regelungs-/Steuerungsparameters (IDTH) des Motors (1) verwendet werden, während einer Zeitdauer kleiner als ein vorbestimmter Änderungsbetrag (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH) sind, wobei die Instationärer-Motorbetriebszustand-Bestimmungsmittel bestimmen, dass sich der Motor (1) in dem instationären Betriebszustand befindet, wenn wenigstens einer von Änderungsbeträgen (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) der Eingabeparameter (GAIRCMD, PB, PI, NE), welche in das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model eingegeben werden, während einer Zeitdauer größer als ein vorbestimmter Änderungsbetrag (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH) ist, und wobei ein erster Satz von Eingabeparametern (GAIRCMD, PB, PI, NE) in das Stationärer-Motorbetriebszustand-Model eingegeben wird und ein zweiter Satz von Eingabeparametern (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) in das Instationärer-Motorbetriebszustand-Model eingegeben wird, wobei der zweite Satz von Eingabeparametern (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) Änderungsbeträgen von dem ersten Satz von Eingabeparametern (GAIRCMD, PB, PI, NE) für eine konstante Zeitperiode (TC) entspricht.Control system for an internal combustion engine ( 1 ), the control system characterized in that it comprises: control parameter calculating means ( 20 ) for calculating a control parameter (IDTH) of the engine ( 1 ) using a stationary engine operating state model and an in-stationary engine operating state model, wherein the stationary engine operating state model is for stationary operation of the engine ( 1 ) and a predetermined operating parameter (THCMD) of the engine ( 1 ) using a neural network (SOMSS), and the non-stationary engine mode model outputs a transient operation of the engine ( 1 ) and outputs the predetermined operating parameter (THCMD) using another neural network (SOMTS), wherein the control parameter calculating means ( 20 ) include: unsteady engine operating condition determining means ( 20 ) for determining whether the engine ( 1 ) is in the transient operating state or not; and selection means ( 20 ) for selecting one of the stationary-motor-operation-state model and the unsteady-motor-operation-state model according to the determination result of the on-state engine operating-condition determining means, wherein the control-parameter calculating means ( 20 ) calculate the control / control parameter (IDTH) in accordance with the operating parameter (THCMD) output of the selected model, the non-stationary engine operating condition determining means (17) 20 ) determine that the engine ( 1 ) is in the steady-state operating state when change amounts (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) of input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) used to calculate the control / parameter (IDTH) of the engine ( 1 ) are less than a predetermined amount of change (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH) during a period of time, the non-stationary engine operating condition determining means determining that the engine is ( 1 ) is in the transient operating state when at least one of change amounts (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) of the input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) input to the steady-state engine operating mode model is greater than one during a period of time predetermined amount of change (DGATH, DPBTH, DPITH, DNETH), and wherein a first set of input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) is input to the stationary engine mode model and a second set of input parameters (DGAIRCMD, DPB, DPI , DNE) is input to the unsteady engine mode model, the second set of input parameters (DGAIRCMD, DPB, DPI, DNE) changing amounts of the first set of input parameters (GAIRCMD, PB, PI, NE) for a constant time period (TC ) corresponds. Regelungs-/Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei ein Ansaugrohr (2) des Motors (1) mit einem Drosselventil (3) versehen ist und der vorbestimmte Betriebsparameter (THCMD) eine Zielöffnung des Drosselventils (3) ist, wobei das Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel (20) die Zielöffnung (THCMD) unter Verwendung des Stationärer-Motorbetriebszustand-Models oder des Instationärer-Motorbetriebszustand-Models berechnet, wenn eine Zielansaugluftmenge (GAIRCMD) des Motors (1) kleiner als ein Bestimmungsschwellenwert (GAIRTH) ist, und das Regelungs-/Steuerungsparameter-Berechnungsmittel (20) die Zielöffnung (THCMD) auf eine maximale Öffnung (THMAX) einstellt, wenn die Zielansaugluftmenge (GAIRCMD) gleich oder größer als der Bestimmungsschwellenwert (GAIRTH) ist.Control system according to claim 1, wherein an intake pipe ( 2 ) of the motor ( 1 ) with a throttle valve ( 3 ) and the predetermined operating parameter (THCMD) is a target opening of the throttle valve ( 3 ), wherein the control parameter calculating means ( 20 ) calculates the target opening (THCMD) using the steady state engine operating state model or the unsteady engine operating state model when a target intake air amount (GAIRCMD) of the engine (FIG. 1 ) is smaller than a determination threshold (GAIRTH), and the control parameter calculating means (20) sets the target opening (THCMD) to a maximum opening (THMAX) when the target intake air amount (GAIRCMD) is equal to or greater than the determination threshold value (GAIRTH). is.
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