JP4216121B2

JP4216121B2 - Ignition timing control method

Info

Publication number: JP4216121B2
Application number: JP2003146926A
Authority: JP
Inventors: 守人浅野
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: JP2004346879A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空燃比を所定の目標空燃比に収斂させるべく燃料供給量の制御を行うよう制御される内燃機関の点火時期制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関において、Ｏ₂センサを用いて空燃比を検出し、空燃比を所定の目標空燃比に近づけるべく燃料供給量を制御するフィードバック制御を行うことが知られている。このようなフィードバック制御を行うに際して、空燃比がリーン側に変化すると、空燃比の変化に応じてトルクが変動し、回転数が低下する不具合が起こり得るが、この問題を解決すべく点火時期を進角制御するものが知られている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
一方、エンジンの回転数を安定させるための制御としては、エンジンの回転数を検出し、回転数を示す信号から機関の不安定燃焼時に特に大きくなる特定の周波数成分を取り出すとともに、この特定の周波数成分と基準値との差を減少させるべく空燃比を調整するものが知られている（例えば特許文献２を参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２００１１５号
【特許文献２】
特開平６−２６３８７号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、前記特許文献１記載の構成では、実際の空燃比が所定の目標空燃比よりも大きいか又は小さいかを検出し、この検出結果に基づき進角制御を行うようにしているが、進角幅は、気筒の吸入空気量に応じて調整されてはいるものの、実際の回転数低下幅を参照しているわけではない。すなわち、このような構成では、進角制御の精度に限界がある。
【０００６】
また、前記特許文献２記載の構成では、特定の周波数成分を回転数を示す信号から取り出すとともに、この特定の周波数成分と基準値との差を減少させるべく空燃比を調整しているので、確かに回転数を直接制御することは可能である。しかし、回転数の制御にこのような方法を採用すると、このような制御を行っている時間帯は空燃比のフィードバック制御を行うことができないので、燃費が低下してしまう不具合が起こり得る。
【０００７】
本発明は以上に述べた課題を解決し、効率よい運転を行うべく空燃比を制御することと、回転数の制御を安定して行うこととの両立を図るべく構成するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明に係る点火時期制御方法は、空燃比を検出し、検出された空燃比を所定の目標空燃比に収斂させるべく燃料供給量をフィードバック制御するようにしている内燃機関の点火時期制御方法であって、内燃機関の回転数の経時変化を検出し、回転数を示す信号の経時変化から燃料供給量のフィードバック制御の制御周期と比較して第一の所定割合以下の低周波数の回転数変化の成分及び前記制御周期と比較して第二の所定割合以上の高周波数の回転数変化の成分を除去して燃料供給量のフィードバック制御の制御周期と比較して第一の所定割合を上回り第二の所定割合未満である周波数成分を抽出し、実際の回転数と前記周波数成分を０として計算した回転数との差を計算し、前記実際の回転数と前記周波数成分を０として計算した回転数との差を小さくすべく点火時期の制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
このように構成したものであれば、燃料供給量の変化による回転数の変化を直接反映させて点火時期の制御を行うことにより回転数の制御を行うので、より精度よく回転数を制御することができるようになる。さらに、回転数信号の経時変化から燃料供給量の変化の周期に略一致する周波数成分を割り出しているとともに、この周波数成分を小さくすべく点火時期の制御を行うようにしているので、回転数制御のために空燃比制御を中止する必要がなくなる。すなわち、前記回転数制御を燃費の低下を招くことなく行うことができるようになる。さらに、燃料供給量の変化の周期に略一致する周波数成分のみ割り出すようにしているので、気筒ごとの吸入空気量の差等に起因するより高周波の回転数変化や、アイドリング回転数制御を行う際等に発生するより低周波の回転数変化の成分を除去し、低周波の回転数変化の成分についてはアイドリング回転数制御により調整する等の手段を用いて、点火時期制御の制御量を小さくできるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について述べる。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るエンジン１００を示している。なお、このエンジン１００は多気筒を有するものであるが、図１には１気筒のみを示している。このエンジン１００は、燃料噴射弁１と、カムポジションセンサ２と、圧力センサ３と、アイドルスイッチ４と、水温センサ５と、Ｏ₂センサ６と、点火プラグ７とを具備している。カムポジションセンサ２と、圧力センサ３と、アイドルスイッチ４と、水温センサ５と、Ｏ₂センサ６と、点火プラグ７とは、後述する制御装置８とともに機能して、エンジン１００の運転状態を検出する手段として機能するものである。
【００１２】
燃料噴射弁１は、吸気管９に装着してあり、電磁コイル等を主体として構成されている。そして、電磁コイルに制御装置８から燃料噴射信号ａが入力されると、そのデューティ比等に比例した量の燃料を吸気ポート９ａ付近に噴射するようにしてある。カムポジションセンサ２は、エンジン回転数信号ｎｅ、気筒判別信号Ｇ１、及びクランク角度信号Ｇ２を発生するように構成されている。圧力センサ３は、サージタンク１０に設けてあり、吸気管負圧に比例した吸気圧信号ｂを出力するようになっている。アイドルスイッチ４は、スロットルシャフトに連結してあり、スロットルバルブ１１が閉じている場合はオンになり、スロットルバルブ１１が開弁した場合はオフになるオンオフスイッチであって、ＩＤＬ信号ｃを出力するようになっている。水温センサ５は、例えば、サーミスタ等を主体として構成されるもので、エンジン冷却水温度に応じた水温信号ｄを出力するようになっている。Ｏ₂センサ６は、触媒コンバータたるマニバータ１２の上流側に着脱可能に装着してあり、空燃比Ａ／Ｆを制御するために排気ガス中の酸素濃度に感応して出力信号ｅを発生するようになっている。具体的には、Ｏ₂センサ６は、排気ガス中の酸素濃度が所定値よりも高い、すなわち空燃比Ａ／Ｆが所定の目標空燃比Ｔよりもリーンである場合には低い電圧を発生し、排気ガス中の酸素濃度が低い、すなわち空燃比Ａ／Ｆが所定の目標空燃比Ｔよりもリッチである場合には高い電圧を発生し得るように構成されている。なお、Ｏ₂センサ６としては、活性化を早めるために、ヒータを内蔵したものが望ましい。このようなヒータを内蔵したものであれば、始動後と判定した直後に活性化することが可能になる。なお、前記所定の目標空燃比Ｔは、本実施形態では空気中の酸素を余らせることなく燃料を完全燃焼させるための空燃比である理論空燃比に設定している。点火プラグ７は、ピストン１３が上死点ないしその近傍に到達した際に、前記制御装置８から発せられる点火信号ｆを受けて燃焼室１４の混合気に点火する。前記点火信号ｆが発せられる具体的なタイミングについては後述する。
【００１３】
制御装置８は、燃焼室１４に供給する混合気の空燃比Ａ／Ｆを調節する役割、及び回転数の変化を反映して点火時期を制御する役割を担っており、中央演算処理装置８ａと、メモリ８ｂと、入力インターフェース８ｃと、出力インターフェース８ｄとを備えている。そして、入力インターフェース８ｃを介して、エンジン１００の運転状態を検出するために、少なくとも、カムポジションセンサ２からのエンジン回転数信号ｎｅと、気筒判別信号Ｇ１及びクランク角度信号Ｇ２と、圧力センサ３からの吸気圧信号ｂと、アイドルスイッチ４からのＩＤＬ信号ｃと、水温センサ５からの水温信号ｄと、Ｏ₂センサ６からの出力信号ｅとをそれぞれ中央演算装置８ａに入力し、この中央演算装置８ａにおいてメモリ８ｂ内に格納されている図示しないプログラムに沿って一定クランク角毎に所定の演算処理を実行した後、出力インターフェース８ｄを介して前記燃料噴射弁１に燃料噴射信号ａを出力するとともに、前記点火プラグ７に点火信号ｆを出力するようになっている。
【００１４】
前記制御装置８が行う具体的な制御について以下に述べる。
【００１５】
まず、この制御装置８は、アイドルスイッチ４からのＩＤＬ信号ｃの入力があった際、すなわちアイドリング時に、エンジン１００の回転数を維持するアイドリング回転数制御を行うが、この制御は周知のものなので詳細な説明は省略する。
【００１６】
さらに、前記制御装置８は、Ｏ₂センサ６からの出力信号ｅに基づき空燃比Ａ／Ｆを検出し、この空燃比Ａ／Ｆを目標空燃比Ｔに収斂させるように、燃料噴射信号ａを前記燃料噴射弁１に出力する。
【００１７】
この制御についてフローチャートである図２を参照しつつ以下に述べる。
【００１８】
まず、ステップＳ１１で、Ｏ₂センサ６からの出力信号ｅを受け付ける。
【００１９】
次いで、ステップＳ１２で、前記出力信号ｅが、目標空燃比Ｔより高い空燃比Ａ／Ｆを示すものであるか、目標空燃比Ｔより低い空燃比Ａ／Ｆを示すものであるかを判定する。前記空燃比Ａ／Ｆが目標空燃比Ｔより高いものであればステップＳ１３、前記空燃比Ａ／Ｆが目標空燃比Ｔより低いものであればステップＳ１４に進む。
【００２０】
ステップＳ１３では、空燃比Ａ／Ｆを低下させるべく、前回の燃料噴射量から所定量増加させた値を新たな燃料噴射量とする。それから、ステップＳ１５に進む。
【００２１】
ステップＳ１４では、空燃比Ａ／Ｆを上昇させるべく、前回の燃料噴射量から所定量減少させた値を新たな燃料噴射量とする。それから、ステップＳ１５に進む。
【００２２】
ステップＳ１５では、ステップＳ１３又はステップＳ１４において決定した量の燃料を噴出させるべく、燃料噴射信号ａを前記燃料噴射弁１に出力する。
【００２３】
しかして、前記制御装置８は、さらにカムポジションセンサ２からのエンジン回転数信号ｎｅに基づき、エンジンの回転数を検出するとともに、この回転数の経時変化から燃料の供給量の変化に略一致する周波数成分を取り出し、このような周波数を有する信号変動を小さくすべく点火時期の制御を行い、この制御に基づき前記点火プラグ７に点火信号ｆを出力する。
【００２４】
この制御について、フローチャートである図３を参照しつつ以下に詳述する。
【００２５】
まず、ステップＳ２１において、内燃機関のエンジンの回転数及びその経時変化を検出する。すなわち、カムポジションセンサ２からエンジン回転数信号ｎｅを取得し、取得したエンジン回転数信号ｎｅを所定時間分記録する。
【００２６】
これを受けて、ステップＳ２２においては、前記ステップＳ２１で取得したエンジン回転数信号ｎｅの経時変化を周波数成分に分解する。具体的には、記録した前記経時変化を示すデータをフーリエ変換ないしウェーブレット変換して周波数成分を抽出する。
【００２７】
さらに、ステップＳ２３で、前記燃料供給量のフィードバック制御の制御周期を計算する。具体的には、Ｏ₂センサ６の出力信号の変化に基づいて、最近の燃料噴射量増加制御が行われた時刻とその直前の燃料噴射量増加制御が行われた時刻との間の間隔を計算する。なお、燃料噴射量増加制御が行われた時刻を３回分以上取得しておき、燃料噴射量増加制御ごとの間隔を計算してその平均を算出するようにしてももちろんよい。
【００２８】
次いで、ステップＳ２４では、前記ステップＳ２２において周波数成分に分解したエンジン回転数信号ｎｅの経時変化から前記ステップＳ２３で計算した燃料供給量のフィードバック制御の制御周期と比較して第一の所定割合を上回り第二の所定割合未満である周波数成分を抽出する。具体的には、ハイパスフィルタを用いて前記制御周期と比較して第一の所定割合以下、例えば半分以下の回転数変化の成分を除去するとともに、ローパスフィルタを用いて前記制御周期と比較して第二の所定割合以上、例えば２倍以上の回転数変化の成分を除去する。そして、このようにして得たデータを逆フーリエ変換ないし逆ウェーブレット変換する。なお、バンドパスフィルタを用いて前記燃料供給量のフィードバック制御の制御周期に略一致する周波数成分を抽出するようにしてももちろんよい。さらに、Ｈ無限大制御等を用いて、入力回転に対して特定の周波数域のみ制御するようにしてもよいし、以上に述べたような方法を組み合わせてもよい。
【００２９】
それから、ステップＳ２５において、実際の回転数と、前記燃料供給量のフィードバック制御の制御周期に略一致する周波数を有する変化を０として計算した際の回転数である基準回転数との差たる空燃比制御起因回転数変化を計算する。具体的には、前記基準回転数はエンジン回転数信号ｎｅの経時変化から周期的変化を行う成分をすべて除去したものを計算して求める。
【００３０】
さらに、ステップＳ２６において、空燃比制御起因回転数変化を小さくすべく点火時期を計算する。すなわち、回転数の低下を検出した際に、進角制御を行う。より具体的には、空燃比制御起因回転数変化をパラメータとして、後述する点火時期補正テーブルに基づき点火時期の進角補正の幅を求める。
【００３１】
そして、ステップＳ２７において、所定の点火時期に達した時点で点火プラグ７に点火信号ｆを出力する。
【００３２】
なお、前記ステップＳ２６において用いる点火時期補正テーブルは、空燃比制御起因回転数変化をパラメータとして点火時期の進角補正の幅を設定したもので、制御装置８に備えている。この点火時期補正テーブルでは、代表的な空燃比制御起因回転数変化に対して点火時期の進角補正の幅が設定してあり、それ以外の空燃比制御起因回転数変化に対する前記進角補正の幅は、補間計算により算出する。さらに、この点火時期補正テーブルでは、回転数の低下を進角制御により補正すべく、空燃比制御起因回転数変化の幅が増大するにつれ前記進角補正の幅を大きくするように設定している。
【００３３】
本発明は、以上に述べたように、空燃比制御起因回転数変化に基づき点火時期を決定しているので、より精度のよい回転数の制御を行うことができる。さらに、回転数信号ｎｅの経時変化から空燃比制御起因回転数変化を計算しているとともに、この空燃比制御起因回転数変化を小さくすべく点火時期の制御を行うようにしているので、回転数制御のために空燃比制御を中止する必要がなくなる。すなわち、空燃比制御をエンジン１００の運転中継続して行うようにすることができるので、燃料供給量を減少させた際に発生する回転数の低下を、燃費の低下を生じることなく解消することができる。特に、低回転、低負荷領域においては、回転数の急激な変化が発生すると、車内の運転者等に衝撃が伝わる不具合が生じ得るが、上述したような点火時期の制御を行うことにより、空燃比制御を行いつつ、空燃比制御に起因する回転数の変化を小さくする制御をも同時に行い、前記不具合の解消をも図ることができる。
【００３４】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。
【００３５】
例えば、フィードバック制御の制御周期をその都度実測して回転数の経時変化から取り出す周波数成分を決定して前記周波数成分を取り出す代わりに、予めフィードバック制御の制御周期を別に記録しておき、記録したフィードバック制御の制御周期に基き抽出すべき周波数の範囲を経験的に決定し、該周波数範囲の周波数成分を抽出するようにしてもよい。
【００３６】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、燃料供給量の変化による回転数の変化を直接反映させて点火時期の制御を行うことにより回転数の制御を行うので、より精度よく回転数を制御することができる。さらに、回転数信号の経時変化から燃料供給量の変化の周期と比較して第一の所定割合を上回り第二の所定割合未満である周波数成分を割り出しているとともに、この周波数成分を小さくすべく点火時期の制御を行うようにしているので、回転数制御のために空燃比制御を中止する必要がなくなる。すなわち、前記回転数制御を燃費の低下を招くことなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの概略図。
【図２】同実施形態に係る制御装置が行う処理を示すフローチャート。
【図３】同実施形態に係る制御装置が行う処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…燃料噴射弁
２…カムポジションセンサ
３…圧力センサ
４…アイドルスイッチ
５…水温センサ
６…Ｏ₂センサ
７…点火プラグ
８…制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ignition timing control method for an internal combustion engine that is controlled so as to control a fuel supply amount so that an air-fuel ratio is converged to a predetermined target air-fuel ratio.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an internal combustion engine, it is known to perform feedback control for detecting an air-fuel ratio using an O ₂ sensor and controlling a fuel supply amount so that the air-fuel ratio approaches a predetermined target air-fuel ratio. When performing such feedback control, if the air-fuel ratio changes to the lean side, the torque may fluctuate in accordance with the change in the air-fuel ratio, which may cause a problem that the rotational speed decreases, but the ignition timing is set to solve this problem. A device that controls the advance angle is known (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, as control for stabilizing the engine speed, the engine speed is detected, a specific frequency component that becomes particularly large during unstable combustion of the engine is extracted from a signal indicating the engine speed, and this specific frequency is detected. One that adjusts the air-fuel ratio to reduce the difference between the component and the reference value is known (see, for example, Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-200115 [Patent Document 2]
JP-A-6-26387 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, in the configuration described in Patent Document 1, it is detected whether the actual air-fuel ratio is larger or smaller than the predetermined target air-fuel ratio, and the advance angle control is performed based on the detection result. Although the angular width is adjusted according to the intake air amount of the cylinder, it does not refer to the actual rotational speed decrease width. That is, with such a configuration, there is a limit to the accuracy of the advance angle control.
[0006]
Further, in the configuration described in Patent Document 2, a specific frequency component is extracted from the signal indicating the rotation speed, and the air-fuel ratio is adjusted to reduce the difference between the specific frequency component and the reference value. It is possible to directly control the rotational speed. However, if such a method is adopted for controlling the rotational speed, the air-fuel ratio feedback control cannot be performed in the time zone during which such control is performed, and thus there may be a problem that the fuel consumption is reduced.
[0007]
The present invention solves the above-described problems and is configured to achieve both the control of the air-fuel ratio for efficient operation and the stable control of the rotational speed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In other words, the ignition timing control method according to the present invention detects an air-fuel ratio, and feedback-controls the fuel supply amount so that the detected air-fuel ratio is converged to a predetermined target air-fuel ratio. And detecting a change in the rotational speed of the internal combustion engine with time and comparing the control signal of the feedback control of the fuel supply amount from the change with time of the signal indicating the rotational speed with a low-frequency rotational speed equal to or lower than a first predetermined ratio. The component of the change and the component of the change in the rotational frequency of the high frequency higher than the second predetermined rate compared with the control cycle are removed, and the first predetermined rate is exceeded compared with the control cycle of the feedback control of the fuel supply amount. extracting a second frequency component is less than a predetermined ratio, to calculate the difference in rotational speed between calculated and actual speed and the frequency components as 0, to calculate the actual rotation speed the frequency component as 0 And performing a difference a in order to reduce the control of the ignition timing of the rotation speed.
[0009]
If configured in this way, the rotational speed is controlled by directly controlling the ignition timing by directly reflecting the change in the rotational speed due to the change in the fuel supply amount, so that the rotational speed can be controlled more accurately. Will be able to. In addition, the frequency component that approximately coincides with the period of change in the fuel supply amount is determined from the change in the engine speed signal over time, and the ignition timing is controlled to reduce this frequency component. Therefore, it is not necessary to stop the air-fuel ratio control. That is, the rotational speed control can be performed without causing a reduction in fuel consumption. In addition, since only the frequency component that approximately matches the cycle of the change in the fuel supply amount is determined, when performing a higher frequency rotation speed change or idling rotation speed control due to a difference in the intake air amount for each cylinder, etc. The amount of control of the ignition timing control can be reduced by using a means such as removing the component of the lower frequency rotation speed change that occurs in the engine and adjusting the idling rotation speed control of the lower frequency rotation speed change component. It becomes like this.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
[0011]
FIG. 1 shows an engine 100 according to the present embodiment. The engine 100 has multiple cylinders, but FIG. 1 shows only one cylinder. The engine 100 includes a fuel injection valve 1, a cam position sensor 2, a pressure sensor 3, an idle switch 4, a water temperature sensor 5, an O ₂ sensor 6, and a spark plug 7. The cam position sensor 2, the pressure sensor 3, the idle switch 4, the water temperature sensor 5, the O ₂ sensor 6, and the spark plug 7 function together with a control device 8 described later to detect the operating state of the engine 100. It functions as a means to do.
[0012]
The fuel injection valve 1 is attached to an intake pipe 9 and is mainly composed of an electromagnetic coil or the like. When the fuel injection signal a is input from the control device 8 to the electromagnetic coil, an amount of fuel proportional to the duty ratio is injected near the intake port 9a. The cam position sensor 2 is configured to generate an engine speed signal ne, a cylinder discrimination signal G1, and a crank angle signal G2. The pressure sensor 3 is provided in the surge tank 10 and outputs an intake pressure signal b proportional to the intake pipe negative pressure. The idle switch 4 is connected to the throttle shaft and is turned on when the throttle valve 11 is closed and turned off when the throttle valve 11 is opened, and outputs an IDL signal c. It is like that. The water temperature sensor 5 is composed mainly of a thermistor or the like, for example, and outputs a water temperature signal d corresponding to the engine coolant temperature. The O ₂ sensor 6 is detachably mounted on the upstream side of the maniverter 12 as a catalytic converter, and generates an output signal e in response to the oxygen concentration in the exhaust gas in order to control the air-fuel ratio A / F. It has become. Specifically, the O ₂ sensor 6 generates a low voltage when the oxygen concentration in the exhaust gas is higher than a predetermined value, that is, when the air-fuel ratio A / F is leaner than the predetermined target air-fuel ratio T. When the oxygen concentration in the exhaust gas is low, that is, when the air-fuel ratio A / F is richer than the predetermined target air-fuel ratio T, a high voltage can be generated. The O ₂ sensor 6 is preferably a sensor with a built-in heater in order to accelerate activation. If such a heater is incorporated, it can be activated immediately after it is determined that the engine has been started. In this embodiment, the predetermined target air-fuel ratio T is set to a stoichiometric air-fuel ratio that is an air-fuel ratio for completely burning the fuel without leaving excess oxygen in the air. The spark plug 7 ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 14 in response to the ignition signal f emitted from the control device 8 when the piston 13 reaches top dead center or the vicinity thereof. Specific timing at which the ignition signal f is generated will be described later.
[0013]
The control device 8 plays a role of adjusting the air-fuel ratio A / F of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 14 and a role of controlling the ignition timing by reflecting a change in the rotational speed. , A memory 8b, an input interface 8c, and an output interface 8d. In order to detect the operating state of the engine 100 via the input interface 8c, at least the engine speed signal ne from the cam position sensor 2, the cylinder discrimination signal G1 and the crank angle signal G2, and the pressure sensor 3 Intake pressure signal b, IDL signal c from idle switch 4, water temperature signal d from water temperature sensor 5, and output signal e from O ₂ sensor 6 are respectively input to central processing unit 8a. In the apparatus 8a, a predetermined calculation process is executed for each predetermined crank angle in accordance with a program (not shown) stored in the memory 8b, and then the fuel injection signal a is output to the fuel injection valve 1 through the output interface 8d. At the same time, an ignition signal f is output to the spark plug 7.
[0014]
Specific control performed by the control device 8 will be described below.
[0015]
First, the control device 8 performs idling rotation speed control for maintaining the rotation speed of the engine 100 when the IDL signal c is input from the idle switch 4, that is, during idling. This control is well known. Detailed description is omitted.
[0016]
Further, the control device 8 detects the air-fuel ratio A / F based on the output signal e from the O ₂ sensor 6 and outputs the fuel injection signal a so as to converge the air-fuel ratio A / F to the target air-fuel ratio T. Output to the fuel injection valve 1.
[0017]
This control will be described below with reference to FIG. 2 which is a flowchart.
[0018]
First, in step S11, an output signal e from the O ₂ sensor 6 is received.
[0019]
Next, in step S12, it is determined whether the output signal e indicates an air / fuel ratio A / F higher than the target air / fuel ratio T or an air / fuel ratio A / F lower than the target air / fuel ratio T. . If the air-fuel ratio A / F is higher than the target air-fuel ratio T, the process proceeds to step S13. If the air-fuel ratio A / F is lower than the target air-fuel ratio T, the process proceeds to step S14.
[0020]
In step S13, a value obtained by increasing a predetermined amount from the previous fuel injection amount is set as a new fuel injection amount in order to decrease the air-fuel ratio A / F. Then, the process proceeds to step S15.
[0021]
In step S14, a value obtained by reducing a predetermined amount from the previous fuel injection amount is set as a new fuel injection amount in order to increase the air-fuel ratio A / F. Then, the process proceeds to step S15.
[0022]
In step S15, a fuel injection signal a is output to the fuel injection valve 1 in order to eject the amount of fuel determined in step S13 or step S14.
[0023]
Thus, the control device 8 further detects the engine speed based on the engine speed signal ne from the cam position sensor 2 and substantially matches the change in the fuel supply amount from the change over time in the engine speed. The frequency component is taken out, the ignition timing is controlled to reduce the signal fluctuation having such a frequency, and the ignition signal f is output to the spark plug 7 based on this control.
[0024]
This control will be described in detail below with reference to FIG. 3 which is a flowchart.
[0025]
First, in step S21, the engine speed of the internal combustion engine and its change with time are detected. That is, the engine speed signal ne is acquired from the cam position sensor 2, and the acquired engine speed signal ne is recorded for a predetermined time.
[0026]
In response to this, in step S22, the temporal change of the engine speed signal ne acquired in step S21 is decomposed into frequency components. Specifically, the recorded data indicating the change with time is subjected to Fourier transform or wavelet transform to extract frequency components.
[0027]
Further, in step S23, a control cycle of the feedback control of the fuel supply amount is calculated. Specifically, based on the change in the output signal of the O ₂ sensor 6, the interval between the time when the latest fuel injection amount increase control is performed and the time when the fuel injection amount increase control immediately before is performed is determined. calculate. It should be noted that the time at which the fuel injection amount increase control is performed is acquired three times or more, and it is of course possible to calculate the average by calculating the interval for each fuel injection amount increase control.
[0028]
Next, in step S24, the engine speed signal ne decomposed into frequency components in step S22 exceeds the first predetermined ratio compared with the control period of the feedback control of the fuel supply amount calculated in step S23 from the change over time. A frequency component that is less than the second predetermined ratio is extracted. Specifically, a high-pass filter is used to remove a rotation speed change component that is equal to or less than a first predetermined ratio, for example, half or less compared to the control cycle, and a low-pass filter is used to compare with the control cycle. The component of the rotational speed change of the second predetermined ratio or more, for example, twice or more is removed. The data thus obtained is subjected to inverse Fourier transform or inverse wavelet transform. Of course, it is possible to extract a frequency component that substantially matches the control period of the feedback control of the fuel supply amount using a band-pass filter. Furthermore, only a specific frequency range may be controlled with respect to the input rotation by using H-infinity control or the like, or the methods described above may be combined.
[0029]
Then, in step S25, the air-fuel ratio that is the difference between the actual rotational speed and the reference rotational speed that is the rotational speed when the change having a frequency that substantially matches the control period of the feedback control of the fuel supply amount is calculated as zero. Calculate the control-induced rotational speed change. Specifically, the reference rotational speed is obtained by calculating a value obtained by removing all components that periodically change from the temporal change of the engine rotational speed signal ne.
[0030]
Further, in step S26, the ignition timing is calculated so as to reduce the air-fuel ratio control-induced rotation speed change. That is, advance angle control is performed when a decrease in the rotational speed is detected. More specifically, the range of ignition timing advance correction is obtained based on an ignition timing correction table, which will be described later, using the air-fuel ratio control-induced rotation speed change as a parameter.
[0031]
In step S27, the ignition signal f is output to the spark plug 7 when a predetermined ignition timing is reached.
[0032]
The ignition timing correction table used in step S26 is provided in the control device 8 in which the range of ignition timing advance correction is set using the air-fuel ratio control-induced rotation speed change as a parameter. In this ignition timing correction table, the range of the advance correction of the ignition timing is set for a typical air-fuel ratio control-induced rotational speed change, and the advance-angle correction for other air-fuel ratio control-induced rotational speed changes is set. The width is calculated by interpolation calculation. Further, in this ignition timing correction table, in order to correct the decrease in the rotation speed by the advance angle control, the advance angle correction width is set to be increased as the width of the rotation speed change caused by the air-fuel ratio control increases. .
[0033]
As described above, according to the present invention, since the ignition timing is determined based on the change in the rotational speed due to the air-fuel ratio control, the rotational speed can be controlled with higher accuracy. Further, since the air-fuel ratio control-induced rotational speed change is calculated from the change over time in the rotational speed signal ne, the ignition timing is controlled so as to reduce the air-fuel ratio control-induced rotational speed change. It is not necessary to stop the air-fuel ratio control for the control. That is, since the air-fuel ratio control can be continuously performed during the operation of the engine 100, the reduction in the rotational speed that occurs when the fuel supply amount is reduced is eliminated without causing a reduction in fuel consumption. Can do. In particular, in a low rotation and low load region, if a sudden change in the rotational speed occurs, there may be a problem that an impact is transmitted to the driver in the vehicle. However, by controlling the ignition timing as described above, While performing the fuel ratio control, the control for reducing the change in the rotation speed due to the air fuel ratio control is also performed at the same time, so that the above problem can be solved.
[0034]
The present invention is not limited to the embodiment described above.
[0035]
For example, instead of taking out the frequency component by actually measuring the control cycle of the feedback control each time and determining the frequency component to be extracted from the change over time of the rotational speed, the control cycle of the feedback control is recorded in advance, and the recorded feedback The frequency range to be extracted may be determined empirically based on the control cycle of control, and the frequency components in the frequency range may be extracted.
[0036]
In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0037]
【The invention's effect】
In the present invention, since the rotation speed is controlled by directly controlling the change in the rotation speed due to the change in the fuel supply amount and controlling the ignition timing, the rotation speed can be controlled with higher accuracy. Further, a frequency component that exceeds the first predetermined ratio and is less than the second predetermined ratio compared to the period of change of the fuel supply amount from the change over time of the rotational speed signal is determined, and this frequency component should be reduced. Since the ignition timing is controlled, it is not necessary to stop the air-fuel ratio control for the rotational speed control. That is, the rotation speed control can be performed without causing a reduction in fuel consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing processing performed by the control device according to the embodiment;
FIG. 3 is a flowchart showing processing performed by the control device according to the embodiment;
[Explanation of symbols]
1 ... fuel injection valve 2 ... cam position sensor 3 ... pressure sensor 4 ... idle switch 5 ... water temperature sensor 6 ... O ₂ sensor 7 ... spark plug 8 ... controller

Claims

An ignition timing control method for an internal combustion engine that detects an air-fuel ratio and feedback-controls a fuel supply amount so as to converge the detected air-fuel ratio to a predetermined target air-fuel ratio,
Detects changes over time in the rotational speed of the internal combustion engine,
A component of a low frequency rotation speed change equal to or lower than a first predetermined ratio compared to the control period of the feedback control of the fuel supply amount from a change with time of the signal indicating the rotation speed and a second predetermined ratio compared to the control period The above high frequency rotational speed change component is removed , and the frequency component that is higher than the first predetermined ratio and less than the second predetermined ratio is extracted by comparison with the control period of the feedback control of the fuel supply amount . Calculate the difference between the rotation speed and the rotation speed calculated with the frequency component as 0 ,
An ignition timing control method characterized by controlling ignition timing so as to reduce a difference between the actual rotational speed and the rotational speed calculated by setting the frequency component to zero .