JP2020197165A - 排気ガス再循環システムの異常検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、排気ガス再循環システムを備えた内燃機関の全体図を示す。図1を参照すると、1は機関本体、2は各気筒の燃焼室、3は各燃焼室1内に配置された点火栓、4は各燃焼室5内に燃料、例えば、ガソリンを供給するための燃料噴射弁、5は吸気枝管、6はサージタンク、7は吸気ダクト、8は吸入空気量検出器、9はエアクリーナ、10は排気マニホルドを夫々示す。吸気ダクト7内には、アクチュエータ11により駆動されるスロットル弁12が配置される。一方、排気マニホルド10は、EGR通路13およびEGR弁14を介してサージタンク6に連結され、EGR通路13内には、EGRガスを冷却するためのEGRクーラ15が配置される。これらEGR通路13、EGR制御弁14およびEGRクーラ15により排気ガス再循環システムが構成される。
<ニューラルネットワークの概要>
<ニューラルネットワークにおける学習>
<本発明による実施例>
外気中からサージタンク6内に流入する吸入空気量をQAとし、EGR通路13からサージタンク6内に流入する再循環排気ガス量をQEとし、サージタンク6内のCO2濃度を〔CO2〕in とし, EGR通路13内のCO2濃度を〔CO2〕ex とし, 外気中のCO2濃度を〔CO2〕out とすると、外気中からサージタンク6内に流入するCO2の量とEGR通路13からサージタンク6内に流入するCO2の量との和は、サージタンク6内のCO2の量と等しくなるので、次式が成立する。
図13を参照すると、まず初めに、ステップ100において、機関負荷Lを表す入力値を表す入力値x1および機関回転数NEを表す入力値x2が初期値とされ、大気圧PAを表す入力値x5、吸気温MTを表す入力値x6および機関冷却水温TWを表す入力値x7が標準値、即ち、1.0とされる。次いでステップ101では、図3Bに示される基本EGR率RAが、目標EGR率RAOとされる。次いでステップ102では、実測されたEGR率が目標EGR率RAOとなるときの種々のデータが取得される。このステップ102における種々のデータの取得処理は、図15に示されるサブルーチンにおいて実行される。
図16を参照すると、まず初めに、ステップ200において、学習装置61のメモリ63に記憶されているニューラルネットワーク50に対する訓練データセットの各データが読み込まれる。次いで、ステップ201において、ニューラルネットワーク50の入力層 ( L=1) のノード数、隠れ層 ( L=2)および隠れ層 ( L=3)のノード数および出力層 ( L=4) のノード数が読み込まれ、次いで、ステップ202において、これらノード数に基づき、図9に示されるようなニューラルネットワーク50が作成される。
図19を参照すると、まず初めに、ステップ400において、機関負荷Lを表す入力値x1、機関回転数NEを表す入力値x2、吸気圧を表す入力値x3、吸入空気量を表す入力値x4、大気圧PAを表す入力値x5、吸気温MTを表す入力値x6および機関冷却水温TWを表す入力値x7が読み込まれる。次いでステップ401では、図3Bに示されるマップから基本EGR率RAが算出される。次いでステップ402では、図7に示される補正値KA、補正値KB、補正値KCから、補正値KKRA(=KA・KB・KC)が算出される。次いでステップ403では、目標EGR率RAO(=KKRA・RA)が算出される。
図21を参照すると、まず初めに、ステップ500において、EGR弁14の応答遅れ異常の検出が完了したことを示す検出完了フラグ1がセットされているか否かが判別される。検出完了フラグ1がセットされていないときにはステップ501に進んで、EGR弁14の応答遅れ異常を判別すべきであることを示す判定フラグがセットされているか否かが判別される。判定フラグがセットされていないときにはステップ502に進んで、現在の目標EGR率RAOと、前回の割り込み時における目標EGR率RAOとの差、即ち、目標EGR率RAOの上昇速度ΔRAが算出される。
図24を参照すると、まず初めに、ステップ600において、EGR弁14或いはEGR通路13内の目詰まり異常の検出が完了したことを示す検出完了フラグ2がセットされているか否かが判別される。検出完了フラグ2がセットされていないときにはステップ601に進んで、目標EGR率RAOが、設定値XF以上であるか否かが判別される。即ち、目標EGR率RAOが或る程度高くないと、EGR率差ΔEGRが生じないので、ステップ601では、目標EGR率RAOが、設定値XF以上であるか否かが判別される。
図26を参照すると、まず初めに、ステップ700において、EGR弁14の閉弁異常の検出が完了したことを示す検出完了フラグ3がセットされているか否かが判別される。検出完了フラグ3がセットされていないときにはステップ701に進んで、目標EGR率RAOが、設定値XM以下であるか否かが判別される。即ち、目標EGR率RAOが或る程度低くないと、EGR率差ΔEGRが生じないので、ステップ701では、目標EGR率RAOが、設定値XF以下であるか否かが判別される。
6 サージタンク
8 吸入空気量検出器
10 排気マニホルド
11 スロットル弁
13 EGR通路
14 EGR弁
15 EGRクーラ
16 吸気圧センサ
17 吸気温センサ
18 大気圧センサ
19 水温センサ
30 電子制御ユニット
Claims (7)
- 機関から排出された排気ガスをスロットル弁下流の吸気通路に再循環させるためのEGR通路内にEGR弁を配置し、目標EGR率が、少なくとも機関負荷および機関回転数の関数として予め記憶されており、EGR率が目標EGR率となるようにEGR弁開度が制御される排気ガス再循環システムの異常検出装置において。機関負荷と、機関回転数と、スロットル弁下流の吸気通路内の吸気圧と、機関への吸入空気量からなる少なくとも四つのパラメータをニューラルネットワークの入力パラメータとし、目標EGR率を教師データとして重みの学習が行われた学習済みニューラルネットワークが記憶されており、機関運転時に、該学習済みニューラルネットワークを用いて、上記パラメータから目標EGR率が推定され、目標EGR率の推定値と目標EGR率との差に基づいて、排気ガス再循環システムの異常が検出される排気ガス再循環システムの異常検出装置。
- 機関運転時に、EGR率が目標EGR率となるようにEGR弁開度がフィードバック制御される請求項1に記載の排気ガス再循環システムの異常検出装置。
- 目標EGR率が、機関負荷、機関回転数、大気圧、吸気温および機関冷却水温の関数として予め記憶されており、機関負荷と、機関回転数と、スロットル弁下流の吸気通路内の吸気圧と、機関への吸入空気量と、大気圧と、吸気温と、機関冷却水温からなる七つのパラメータをニューラルネットワークの入力パラメータとし、目標EGR率を教師データとして重みの学習が行われた学習済みニューラルネットワークが記憶されており、機関運転時に、該学習済みニューラルネットワークを用いて、上記七つのパラメータから目標EGR率が推定され、目標EGR率の推定値と目標EGR率との差に基づいて、排気ガス再循環システムの異常が検出される請求項1に記載の排気ガス再循環システムの異常検出装置。
- 機関運転時において、目標EGR率が変化したときに、目標EGR率の推定値と目標EGR率との差が増大したときには、EGR通路弁の応答遅れが生じていると判別される請求項1に記載の排気ガス再循環システムの異常検出装置。
- 機関運転時において、目標EGR率が変化したときに、目標EGR率の推定値と目標EGR率との差の積分値が算出され、算出された積分値が予め設定された閾値よりも大きいときには、EGR弁の応答遅れが生じていると判別される請求項4に記載の排気ガス再循環システムの異常検出装置。
- 機関運転時において、目標EGR率が安定しているときに、目標EGR率の推定値が目標EGR率よりも低くかつ目標EGR率の推定値と目標EGR率との差が閾値よりも大きいときには、EGR通路に目詰まりが生じていると判別される請求項1に記載の排気ガス再循環システムの異常検出装置。
- 機関運転時において、目標EGR率が安定しているときに、目標EGR率の推定値が目標EGR率よりも高くかつ目標EGR率の推定値と目標EGR率との差が閾値よりも大きいときには、EGR弁の閉弁不良が生じていると判別される請求項1に記載の排気ガス再循環システムの異常検出装置。
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