JPH03124940A - Ignition timing control device for engine - Google Patents

Ignition timing control device for engine

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JPH03124940A
JPH03124940A JP26172889A JP26172889A JPH03124940A JP H03124940 A JPH03124940 A JP H03124940A JP 26172889 A JP26172889 A JP 26172889A JP 26172889 A JP26172889 A JP 26172889A JP H03124940 A JPH03124940 A JP H03124940A
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fuel ratio
ignition timing
injection
cylinder
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Hatsuo Nagaishi
初雄 永石
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To make the generated torque constant by performing air-fuel ratio feedback correction even at the time of idling, estimating the air-fuel ratio in a cylinder based on the air-fuel ratio feedback correction quantity, and correcting the ignition timing based on this estimated value. CONSTITUTION:An injection quantity determining means 36 corrects the basic injection quantity Tp with the air-fuel ratio feedback correction quantity alphaeven at the time of idling to determine the fuel injection quantity Ti to be outputted. This injection quantity Ti is injected to an intake system via a fuel injection device 37. A cylinder air-fuel ratio estimating means 39 estimates the air-fuel ratio in a cylinder for each injection or for each preset rotating speed based on the correction quantity alpha and its change speed, and an ignition timing correction quantity calculating means 40 obtains the ignition timing correction quantity CTADV so that the generated torque obtained from this estimated value coincides with the preset required torque in response to the estimated value FBYA. The basic ignition timing PADV is corrected by the correction quantity CTADV, and the ignition timing ADV to be outputted by an ignition timing determining means 41 is determined.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はエンジンの点火時期制御装置に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an ignition timing control device for an engine.

(従来の技術) 空燃比のフィードバック補正は、三元触媒を効率的に機
能させるために、フィードバック制御域において常に空
燃比を理論空燃比に維持するだめの補正である。空燃比
の検出は酸素センサで行い、空燃比フィードバック補正
係数aを変化させて平均空燃比を理論空燃比に制御する
((株)鉄道日本社発行、自動車工学・1986年1月
号第110頁、第111頁参照)。
(Prior Art) Feedback correction of the air-fuel ratio is a correction for constantly maintaining the air-fuel ratio at the stoichiometric air-fuel ratio in the feedback control region in order to make the three-way catalyst function efficiently. The air-fuel ratio is detected by an oxygen sensor, and the average air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio by changing the air-fuel ratio feedback correction coefficient a. , p. 111).

ただし、アイドル時にも空燃比フィードバック制御を行
うと、理論空燃比がらのずれに伴うトルク変動が生じる
ので、アイドル時は空燃比フイードパツク制御を停止(
クランプ)している。
However, if air-fuel ratio feedback control is performed even when idling, torque fluctuations will occur due to deviations from the stoichiometric air-fuel ratio, so stop air-fuel ratio feedback control during idling (
clamp).

(発明が解決しようとする課題) ところで、このような装置では、アイドル時の空燃比フ
ィードバック制御の停止により、吸気温の変化やわずか
の負荷変化1回転変化等があると、空燃比が理論空燃比
よりリッチ側あるいはリーン側へとずれるので、三元触
媒の転化率が悪くなり、有害ガス(NOx、C01HC
)の排出量が増加する。
(Problem to be solved by the invention) By the way, in such a device, if there is a change in the intake temperature or a slight change in the load by one revolution due to the stoppage of the air-fuel ratio feedback control during idling, the air-fuel ratio will change to the stoichiometric air-fuel ratio. As the fuel ratio shifts to the rich or lean side, the conversion rate of the three-way catalyst deteriorates, causing harmful gases (NOx, CO1HC,
) emissions will increase.

この発明は、このような従来の課題に着目してなされた
もので、アイドル時にも空燃比フィードバック補正を行
う一方で、この補正を行って得られる空燃比フィードバ
ック補正量を用いてシリンダ内空燃比を予測し、この予
測値の位相に対して逆位相となる点火時期補正量を与え
ることにより、発生トルクが一定となるようにした装置
を提供することを目的とする。
This invention has been made by focusing on such conventional problems, and while performing air-fuel ratio feedback correction even during idling, the air-fuel ratio feedback correction amount obtained by performing this correction is used to adjust the cylinder air-fuel ratio. It is an object of the present invention to provide a device that can maintain the generated torque constant by predicting the predicted value and applying an ignition timing correction amount having an opposite phase to the phase of the predicted value.

(課題を解決するための手段) この発明は、第1図に示すように、エンジンの回転数N
と負荷(たとえば吸入空気量Qa)をそれぞれ検出する
センサ31,32と、この回転数Nと負荷の検出値に基
づいて基本噴射jtTpを演11する手段33と、排気
中の空燃比を検出するセンサ34と、このセンサ検出値
に基づいて空燃比フィードバック補正量αを演算する手
段35と、アイドル時にもこの補正量aにで前記基本噴
射量T I)を補正して、出力すべき燃料噴射量Tiを
決定する手段36と、この噴射fi 71 iを吸気系
に噴射する装置37と、前記回転数Nと負荷の検出値に
基づいて基本点火時期PADVを演算する手段38と、
前記空燃比フィードバック補正量aとその変化速度に基
づいて噴射ごとにまたは所定回転数ごとにシリンダ内空
燃比を予測する手段39と、このシリンダ内空燃比の予
測値FBYAに応じて、この予測値より得られる発生ト
ルクが予め定めた要求トルクと一致するように点火時期
補正HCTADVを求める(たとえばリーン側で進角、
リッチ側で遅角させる)手段40と、この点火時期補正
量CTADVにて前記基本点火時期PADVを補正して
、出力すべき点火時期ADVを決定する手段41と、こ
の決定された。α火時期A D Vの信号にて点火を行
う装置42とを備える。
(Means for Solving the Problems) As shown in FIG.
and a load (for example, the intake air amount Qa), a means 33 for calculating the basic injection jtTp based on the detected values of the rotation speed N and the load, and a means 33 for detecting the air-fuel ratio in the exhaust gas. A sensor 34, a means 35 for calculating an air-fuel ratio feedback correction amount α based on the sensor detection value, and a means 35 for calculating the air-fuel ratio feedback correction amount α even during idling, correcting the basic injection amount T I) with this correction amount a even during idling, and injecting the fuel to be output. means 36 for determining the quantity Ti; a device 37 for injecting this injection fi 71 i into the intake system; and means 38 for calculating the basic ignition timing PADV based on the detected values of the rotational speed N and the load;
means 39 for predicting the cylinder air-fuel ratio for each injection or for each predetermined rotational speed based on the air-fuel ratio feedback correction amount a and its rate of change; Find the ignition timing correction HCTADV so that the generated torque obtained from
and means 41 for correcting the basic ignition timing PADV using the ignition timing correction amount CTADV to determine the ignition timing ADV to be output. It also includes a device 42 that performs ignition based on a signal of α fire timing ADV.

(作用) アイドル時に空燃比フィードバック制御がクランプされ
ると、空燃比がわずかにバラツクことがあり、三元触媒
の軟化率が悪化する。
(Function) When the air-fuel ratio feedback control is clamped during idling, the air-fuel ratio may vary slightly, which worsens the softening rate of the three-way catalyst.

これに対して、この発明ではアイドル時も空燃比のフィ
ードバック制御が行なわれ、全気筒の平均的な空燃比が
要求空燃比(理論空燃比)に維持される。
In contrast, in the present invention, feedback control of the air-fuel ratio is performed even during idle, and the average air-fuel ratio of all cylinders is maintained at the required air-fuel ratio (stoichiometric air-fuel ratio).

一方、噴射タイミングに同期して、シリンダ内空燃比の
予測値が演算されると、この空燃比予測値FBYAは、
ステップ的な燃料増量に対し遅れてシリンダへと流入す
る燃料量から形成される混合気の空燃比を良く表す。
On the other hand, when the predicted value of the cylinder air-fuel ratio is calculated in synchronization with the injection timing, this air-fuel ratio predicted value FBYA is
This well represents the air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed from the amount of fuel that flows into the cylinder after a stepwise increase in fuel amount.

そして、この空燃比予測値に応じて、この予測値より得
られる発生トルクが予め定めた要求トルクと一致するよ
うに、点火時期の補正が行なわれると、7ラツトなトル
ク特性が得られる。
When the ignition timing is corrected in accordance with this air-fuel ratio prediction value so that the generated torque obtained from this prediction value matches the predetermined required torque, a 7-rat torque characteristic is obtained.

(実施例) 第2図は一実施例のシステム図である。(Example) FIG. 2 is a system diagram of one embodiment.

図において、吸入空気はエアクリーナ2から吸気管3を
通り、燃料は噴射信号Siに基づきインジェクタ4から
エンジン1の各吸気ボートに向けて噴射される。また、
点火信号を受けるパワートランジスタ14と点火プラグ
15などからなる点火装置にて、シリンダ内のガスに点
火が行なわれる。シリンダ内で燃焼したガスは排気管5
を通して触媒コンバータ6に導入され、ここで燃焼ガス
中の有害成分(Co、HC,N0x)が三元触媒により
清浄化されて排出される。
In the figure, intake air passes from an air cleaner 2 through an intake pipe 3, and fuel is injected from an injector 4 toward each intake boat of the engine 1 based on an injection signal Si. Also,
An ignition device comprising a power transistor 14 receiving an ignition signal, a spark plug 15, etc. ignites the gas within the cylinder. The gas burned in the cylinder is exhausted from the exhaust pipe 5.
The combustion gas is introduced into the catalytic converter 6 through the combustion gas, where harmful components (Co, HC, NOx) in the combustion gas are purified by a three-way catalyst and discharged.

絞り弁上流の吸入空気量Qaはホントワイヤ式のエア7
0−メータ(エンジン負荷センサ)7により検出され、
アクセルペダルと連動する吸気絞り弁8によってその流
量が制御される。なお、エア70−メータ7のタイプと
しては、ホットフィルム式でも良く、要は吸入空気量を
測定するものであればよい。
The amount of intake air Qa upstream of the throttle valve is true wire type air 7
Detected by the 0-meter (engine load sensor) 7,
The flow rate is controlled by an intake throttle valve 8 that is linked to the accelerator pedal. Note that the type of air meter 70-meter 7 may be a hot film type, as long as it measures the amount of intake air.

絞り弁8の開度TVOは絞り弁開度センサ9により検出
され、エンジン1の回転数Nはクランク角センサ(エン
ジン回転数センサ)10により検出される。また、ウォ
ータジャケットの冷却水温TWは水温センサ11により
検出され、排気中の酸素濃度は酸素センサ(空燃比セン
サ)12により検出される。酸素センサ12はストイキ
点で出力が急変するものやリッチからり一ンまで幅広く
空燃比を検出し得る特性を持つもの等が用いられる。
The opening TVO of the throttle valve 8 is detected by a throttle valve opening sensor 9, and the rotation speed N of the engine 1 is detected by a crank angle sensor (engine rotation speed sensor) 10. Further, the cooling water temperature TW of the water jacket is detected by a water temperature sensor 11, and the oxygen concentration in the exhaust gas is detected by an oxygen sensor (air-fuel ratio sensor) 12. The oxygen sensor 12 used is one whose output changes suddenly at the stoichiometric point, or one which has characteristics capable of detecting a wide range of air-fuel ratios from rich to rich.

さらに、スタータモータの作動はスタートスイッチ13
により検出される。
Furthermore, the operation of the starter motor is controlled by the start switch 13.
Detected by

上記エア70−メータ7.紋り弁開度センサ9Iクラン
ク角センサ10.水温センサ12およびスタートスイッ
チ13からの出力はコントロールユニット20に入力さ
れる。
Above air 70-meter 7. Crank valve opening sensor 9I crank angle sensor 10. Outputs from the water temperature sensor 12 and start switch 13 are input to a control unit 20.

コントロールユニット20は第1図の113゜35.3
6.38〜41としての全機能を有し、CPU21.R
OM22.RAM23およびI10ポート24により構
成される。CPU21はROM22に書き込まれている
プログラムにしたがってI10ボート24より必要とす
る外部データを取り込んだり、またRAM23との開で
データの授受を行ったりしながら燃料噴射制御に必要な
処理値を演算処理し、必要に応じて処理したデータをI
10ボート24へ出力する。
The control unit 20 is 113°35.3 in FIG.
6. It has all the functions as 38-41, and CPU21. R
OM22. It is composed of a RAM 23 and an I10 port 24. The CPU 21 takes in necessary external data from the I10 boat 24 according to the program written in the ROM 22, and processes the processing values necessary for fuel injection control while exchanging data with the RAM 23. , I process the data as necessary.
10 output to boat 24.

I10ボート24には各種センサやスイ・7チからの信
号が入力されるとともに、I10ボート24からは噴射
信号Siと点火信号が出力される。
Signals from various sensors and switches are input to the I10 boat 24, and an injection signal Si and an ignition signal are output from the I10 boat 24.

ROM 22はCPU21における演算プログラムを格
納しており、RAM23は演算に使用するデータをテー
ブルやマツプ等の形で記憶している。
The ROM 22 stores calculation programs for the CPU 21, and the RAM 23 stores data used in calculations in the form of tables, maps, etc.

@3図ないしP145図はCPU21の行う内容を示し
たルーチンである。ここでは、燃料噴射パルス幅Tiに
ついて全気筒共通の値として求めるが、点火時期は気筒
別に求めるため、点火時期に関する値を表した記号(F
BYA、CTADVおよびADV)にはその最後に気筒
番号nを付して区別する。
@Figure 3 to Figure 145 are routines showing the contents performed by the CPU 21. Here, the fuel injection pulse width Ti is determined as a common value for all cylinders, but since the ignition timing is determined for each cylinder, the symbol (F
BYA, CTADV, and ADV) are distinguished by adding a cylinder number n at the end.

まず、第3図は噴射タイミングに同期して実行されるル
ーチンである。このルーチンは所定回転数ごとに実行さ
せても枯わない。
First, FIG. 3 shows a routine executed in synchronization with the injection timing. This routine does not run out even if it is executed at every predetermined number of revolutions.

Slでは気筒判別を行う。かりにその気前がn番気筒で
あったとすれば、nを選定する。
In Sl, cylinder discrimination is performed. If the cylinder is number n, select n.

S2は第1図のシリンダ内空燃比予測手段39の機能を
果たす部分で、ここでは空燃比フィードバック補正係数
α[無名数]から気筒別に空燃比フィードバック補正係
数の予測値FBYAn[無名数1を次式〇にて求める。
S2 is a part that performs the function of the cylinder air-fuel ratio predicting means 39 in FIG. Calculate using formula 〇.

FBYAn=ffXX+FBYAn−+X(1−X)・
・・■ ただし、0式において、FBYAn−1は前回のFBY
Anの値を意味させるものとする。また、×E%1は加
重平均係数である。
FBYAn=ffXX+FBYAn-+X(1-X)・
...■ However, in formula 0, FBYAn-1 is the previous FBY
Let it mean the value of An. Moreover, ×E%1 is a weighted average coefficient.

この0式は、αの一次遅れを予測値F B Y A n
とするものである。これは、インジェクタからの噴射量
がステップ的に増量される場合にシリンダ内に流入する
燃料量は、実際には第10図や第11図の破線で示すよ
うに、−次遅れで増していくため、この応答途中に対す
る空燃比フィードバック補正係数を求めるには、−次遅
れで計算する必要があるのである。
This equation 0 calculates the first-order delay of α as the predicted value F B Y A n
That is. This means that when the injection amount from the injector is increased in steps, the amount of fuel flowing into the cylinder actually increases with a - next lag, as shown by the broken lines in Figures 10 and 11. Therefore, in order to obtain the air-fuel ratio feedback correction coefficient for the middle of this response, it is necessary to calculate it with a -order lag.

S3は第1図の点火時期補正量演算手段40の機能を果
たす部分で、ここでは予測値FBYAnからテーブルを
参照して気筒別に点火時期補正1CT A D V n
[’ ]ヲ求メル。
S3 is a part that performs the function of the ignition timing correction amount calculation means 40 in FIG.
['] Request for mail.

このテーブルの内容を第6図に示すと、予測値FBYA
nが1.0(要求空燃比に対する値)より小さな場合に
進角量を与えている。これは、FBYA nが1.0よ
り小さいということ・は、n番気筒の空燃比が要求値よ
りちり−ン側にあり要求トルク(予め定まる)が得られ
ていないことを意味するので、この場合には点火時期を
進角させて燃焼圧力を高めることにより要求トルクを発
生させるためである。
The contents of this table are shown in Figure 6. The predicted value FBYA
An advance amount is given when n is smaller than 1.0 (value for the required air-fuel ratio). This is because if FBYA n is smaller than 1.0, it means that the air-fuel ratio of the nth cylinder is on the dust side than the required value and the required torque (predetermined) is not obtained. In some cases, this is to generate the required torque by advancing the ignition timing and increasing the combustion pressure.

この逆に、FBYAnが1.0より大きな場合(空燃比
がリッチ側にある)には、n番気筒について要求トルク
以上のトルクが発生しているので、点火時期を遅角させ
ることにより発生トルクを要求トルクまで低下させる。
On the other hand, when FBYAn is larger than 1.0 (the air-fuel ratio is on the rich side), torque greater than the required torque is generated for the n-th cylinder, so by retarding the ignition timing, the generated torque is reduced to the required torque.

なお、ここでは、要求空燃比がらの空燃比偏差に応じて
点火時期補正量が求められるよう、この空燃比偏差に関
連する空燃比フィードバック補正係数について、S2で
シリンダ内空燃比を予測するようにしであるが、応答途
中のシリンダ内空燃比を酸素センサ出力を用いて学習予
測するよう1こ構成しても構わない。この場合には、気
筒別に求めた空燃比予測値とシリンダ内空燃比の偏差(
こ応じて前記加重平均係数Xを補正した上で、気筒別に
点火時期補正量を設定する。また、シリンダ内空燃比に
対して排気空燃比はシリンダ内の残留〃スの存在により
若干相違したり、サイクル遅れや排気管での遅れを伴う
ので、これらに関して補正して用いたほうがよい。
Here, in order to obtain the ignition timing correction amount according to the air-fuel ratio deviation from the required air-fuel ratio, the cylinder air-fuel ratio is predicted in S2 with respect to the air-fuel ratio feedback correction coefficient related to this air-fuel ratio deviation. However, it may be configured such that the cylinder air-fuel ratio during the response is learned and predicted using the oxygen sensor output. In this case, the deviation (
After correcting the weighted average coefficient X accordingly, the ignition timing correction amount is set for each cylinder. Furthermore, the exhaust air-fuel ratio differs slightly from the cylinder internal air-fuel ratio due to the presence of residual gas in the cylinder, and is accompanied by cycle delays and exhaust pipe delays, so it is better to correct these factors before use.

第4図は点火時期をセットするためのルーチンである。FIG. 4 shows a routine for setting the ignition timing.

Sllではアイドル時または低負荷時であるかどうかを
判定し、そうであればS12に進む。
In Sll, it is determined whether it is idle or under low load, and if so, the process advances to S12.

S12は第1図の点火時期決定手段41の機能を果たす
部分で、ここでは気筒別点火時期補正量CT A D 
V nにて金気筒に共通な基本点火時期PADV[’ 
BTDCIを補正することにより、気筒別に点火時期A
DVn[″ BTDCIを求める。
S12 is a part that performs the function of the ignition timing determining means 41 in FIG. 1, and here, the cylinder-specific ignition timing correction amount CT A D
Basic ignition timing PADV [' common to gold cylinders at V n
By correcting BTDCI, the ignition timing A can be adjusted for each cylinder.
DVn[″ Find BTDCI.

ADVn=PADV+CTADVn−■S13では、求
めた気筒別点火時期ADVnを2I10ボート24のタ
イマに転送する。これは、点火時期のセットであり、1
1番気筒に対しては・このADVnの時期に点火が行な
われる。
ADVn=PADV+CTADVn-■ In S13, the determined cylinder-specific ignition timing ADVn is transferred to the timer of the 2I10 boat 24. This is the ignition timing set, 1
For the No. 1 cylinder, ignition is performed at this ADVn timing.

一方、Sllでアイドル時や低負荷時でないと判定され
る場合には、S14に進んでADVn=P A D V
とする。アイドル時や低置荷時以外の運転域では回転が
安定するため、トルク変動があまり聞届とならないので
、点火時期を補正する必要がないからである。
On the other hand, if the Sll determines that the time is not idle or low load, the process advances to S14 and ADVn=PADV
shall be. This is because the rotation is stable in operating ranges other than when idling or when the load is low, so torque fluctuations are not very noticeable, so there is no need to correct the ignition timing.

第5図はバックグランドノヨブで、たとえば10n+s
に一度実行される。
Figure 5 shows the background noise, for example 10n+s
is executed once.

S21は第1図の基本噴射量演算手段33の機能を果た
す部分で、ここではエア70−メータにで検出される吸
入空気量Q a[g/ s]と回転数[rllIn]が
ら全気筒に共通の基本噴射パルス幅Tp[+aslを次
式■にて求める。
S21 is a part that performs the function of the basic injection amount calculation means 33 in FIG. The common basic injection pulse width Tp[+asl is determined using the following formula (2).

Tp=(Qa/N)XK・・・■ ただし、Kは基本空燃比を定めるための定数である。Tp=(Qa/N)XK...■ However, K is a constant for determining the basic air-fuel ratio.

S22はIINの噴射量決定手段36の機能を果たす部
分で、ここでは同期噴射ノ(ル入幅Ti[鶴S1を次式
〇にて求める。
S22 is a part that performs the function of the injection amount determining means 36 of IIN, and here, the synchronous injection nozzle (input width Ti [Tsuru S1) is determined by the following equation.

Ti=TpXCOEFXa+Ts−=■ただし、■式に
おいてC0EF[S名数]は1と各種増量補正係数の総
和、Ts[+n5liよ無ダノノ(ルス幅である。
Ti = Tp

なお・空燃比フイードノイ・ンク補正係数a1よ男IJ
のサブルーチンにおいで、エンジンの1/2回転ごと(
4気筒では1回転ごと)に−度、酸素センサ出力から得
られる実空燃比に基づし1て演算される。
In addition, air-fuel ratio feed noise correction coefficient a1
In the subroutine, every 1/2 rotation of the engine (
In the case of a four-cylinder engine, the air-fuel ratio is calculated based on the actual air-fuel ratio obtained from the oxygen sensor output.

このαの内容は公知である。ただし、アイドル時にも空
燃比フィードパ・ンク制御を行う点で従来例と相違する
The content of this α is known. However, it differs from the conventional example in that air-fuel ratio feed pump control is performed even during idle.

S23では回軟数N、エンジン負荷としての基本噴射パ
ルス幅Tpおよび冷却水温Ti11[”C]力・ら、所
定のマツプを参照して基本点火時期PADV[’BTD
C]を求める。
In S23, the basic ignition timing PADV ['BTD
Find C].

S24では冷却水温Twから所定のテーブルを参照して
加重平均係数X[%1を求める。このテーブルの内容を
第7図に示す。ここに、Xは上記の予測値FBYAnの
変化速度を定めるものである。
In S24, a weighted average coefficient X[%1 is determined from the cooling water temperature Tw with reference to a predetermined table. The contents of this table are shown in FIG. Here, X determines the rate of change of the predicted value FBYAn.

この変化速度はインノエクタから吸気ボートに噴かれた
燃料のうちの壁流分の挙動に大きく依存し、璧流分の多
少は冷却温度Twに依存することから、冷却水温TWを
パラメータとしている。
This rate of change largely depends on the behavior of the wall flow portion of the fuel injected from the innoctor to the intake boat, and the wall flow portion depends more or less on the cooling temperature Tw, so the cooling water temperature TW is used as a parameter.

ここで、この例の作用を第9図を参照しながら説明する
Here, the operation of this example will be explained with reference to FIG. 9.

アイドル時に空燃比フィードバック制御がクランプされ
ると、吸気温変化やわずかの負荷変化を回転変化があっ
ても気筒間で空燃比がバラツキ、三元触媒の転化率が悪
化するのであるが、この例ではアイドル時も空燃比のフ
ィードバック制御域であるとしてaが演算され、このα
にて全気筒の平均的な空燃比が要求空燃比に維持される
ので、三元触媒の転化率を悪化させることがなくなる。
If the air-fuel ratio feedback control is clamped during idle, the air-fuel ratio will vary between cylinders even if there is a change in intake temperature, a slight load change, or a rotation change, and the conversion rate of the three-way catalyst will deteriorate. Then, a is calculated assuming that idling is also in the air-fuel ratio feedback control range, and this α
Since the average air-fuel ratio of all cylinders is maintained at the required air-fuel ratio, the conversion rate of the three-way catalyst is not deteriorated.

なお、第9図のαは比例積分動作による波形である。Note that α in FIG. 9 is a waveform resulting from proportional-integral operation.

ところが、フィードバック制御によるαの変動に起因し
て、トルク変動が生ずる。これは、第8図で示すように
点火時期一定のらとでは、空燃比ノ〜/Fがリッチ側あ
るいはり−ン側にずれると、発生するトルクが相違する
ことになるからで、フィードバック制御中のトルクは、
第9図の破線で示すように低周波でゆっくりと変動する
However, torque fluctuations occur due to fluctuations in α due to feedback control. This is because, as shown in Fig. 8, when the ignition timing is constant, if the air-fuel ratio ~/F deviates to the rich side or lean side, the generated torque will be different, so the feedback control The torque inside is
As shown by the broken line in FIG. 9, it fluctuates slowly at low frequencies.

これに対して、この例では、噴射タイミングに同期して
、気筒別に空燃比フィードバック補正係数の予測値F 
B Y A IIが演算されると、この予測値F B 
Y A nの変化は破線のトルク変動とその位相が一致
する。これは、予測値F[3YAnによれば、インジェ
クタから吸気ボートへと噴かれた燃料のうち燃料壁流分
による応答遅れが、噴射ごとにしかも気筒別に正確に把
握されており、予測値F B Y A nは1番気筒の
要求空燃比がらの空燃比偏差、つまりトルク変動に正確
に対応するからである。
On the other hand, in this example, the predicted value F of the air-fuel ratio feedback correction coefficient for each cylinder is synchronized with the injection timing.
When B Y A II is calculated, this predicted value F B
The phase of the change in Y A n coincides with the torque fluctuation indicated by the broken line. This is because, according to the predicted value F[3YAn, the response delay due to the fuel wall flow portion of the fuel injected from the injector to the intake boat is accurately grasped for each injection and for each cylinder. This is because Y An accurately corresponds to the air-fuel ratio deviation from the required air-fuel ratio of the first cylinder, that is, the torque fluctuation.

このため、予測値F B Y A nに応じて気筒別に
点火時期補正量CT A D V nが求められると、
この補正量CT A D V nの変化が、破線のトル
ク変動とちょうど逆位相となり、トルクが低下する半周
期では、この低下の程度に応じた進角補正値がlえられ
、この逆にトルクが上昇する半周期ではこの上昇の程度
に応じた遅角補正値が与えられる。
Therefore, when the ignition timing correction amount CT ADV n is determined for each cylinder according to the predicted value F B Y A n,
This change in the correction amount CT A D V n has exactly the opposite phase to the torque fluctuation indicated by the broken line, and in the half cycle in which the torque decreases, the advance angle correction value is increased according to the degree of this decrease, and conversely, the torque In the half cycle in which the value increases, a retard angle correction value is given in accordance with the degree of this increase.

この結果、トルク特性は実線で示すように7ラツトなも
のとなっている。
As a result, the torque characteristic is 7rat as shown by the solid line.

また、こうしたトルク変動をなくすべく行なわれる気筒
別の7直火時期制御は、アイドル時だけでなく、低負荷
時にも行なわれるため、この運軟域で問題となるサージ
が防止される。
Furthermore, the cylinder-by-cylinder 7-direct-fire timing control, which is performed to eliminate such torque fluctuations, is performed not only during idling but also during low load, thereby preventing surges, which can be a problem in this soft operating range.

第10図〜12図は第2実施例で、この例は噴射タイミ
ングやインジェクタから吸気弁までの距離を考慮するも
のである。
10 to 12 show a second embodiment, and this example takes into consideration the injection timing and the distance from the injector to the intake valve.

これは、噴射タイミングを吸気行程に比較的近づけて遅
く噴射する場合(後期噴射)やインジェクタがら吸気弁
までの距離が艮い場合には、第10図と$11図で示す
ように、噴射タイミングを早くした場合(早期噴射)と
異なる応答特性を示すからである。つまり、噴射量のス
テップ的増加(実線で示す)に対し、早期噴射の場合の
燃料供給の応答は、破線のようにほぼ一次遅れとなるの
で、予測値FBYAnはαに加重平均を1回加えること
で代表できる。これに対し、後期噴射の場合や早期噴射
でもインジェクタから吸気弁までの距離が長い場合は、
吸気の1回目の応答が遅れるため、ソノ応答が一点鎖線
のようになるので、−次遅れでは近似できないのである
。なお、第10図と第11図はいずれも燃料噴射量がス
テップ的に増加した場合にシリンダへと流入される燃料
量の応答特性で・あり、第10図が横軸を吸気回数とし
で描いているのに対し、第11図では波形モデルとして
示しでいる。また、第12図は早期噴射と後M噴射の噴
射パルス例を示す。
This means that when the injection timing is relatively close to the intake stroke and the injection is performed late (late injection) or when the distance from the injector to the intake valve is large, the injection timing may be changed as shown in Figures 10 and 11. This is because the response characteristics are different from those when the injection is made earlier (early injection). In other words, in response to a stepwise increase in the injection amount (shown by the solid line), the response of fuel supply in the case of early injection is approximately first-order delayed as shown by the broken line, so the predicted value FBYAn is calculated by adding the weighted average to α once. This can be represented by On the other hand, in the case of late injection or early injection, if the distance from the injector to the intake valve is long,
Since the response of the first intake is delayed, the sono response becomes like the dashed line, so it cannot be approximated by the -order delay. Note that both Figures 10 and 11 show the response characteristics of the amount of fuel flowing into the cylinder when the fuel injection amount increases stepwise, and Figure 10 shows the horizontal axis as the number of intakes. In contrast, FIG. 11 shows it as a waveform model. Further, FIG. 12 shows examples of injection pulses for early injection and post-M injection.

そこで、後期噴射やインクよりりがら吸気弁までの距離
が長い場合には、気筒別の予測値FBYAnを次の2式
で求めると、後期噴射の場合の応答特性に近似させるこ
とができる。
Therefore, in the case of late injection or when the distance from the ink to the intake valve is long, calculating the predicted value FBYAn for each cylinder using the following two equations can approximate the response characteristic in the case of late injection.

FOFBYAn=ffXX 十 FOFBYA ロー+X(1−X+)・・・■FB
YAn=FOFBYAnXY 十FOFBYAn−IX(1−Yl)・・・■つより、
これらの式はαに対して一次遅れを2回与えるものであ
り、これにて立ち上がり遅れを粘度良く作ることができ
るのである。
FOFBYAn=ffXX 10 FOFBYA Low+X(1-X+)・・・■FB
YAn=FOFBYAnXY 10FOFBYAn-IX (1-Yl)...■Tsuyori,
These equations give two first-order delays to α, and this makes it possible to create a rise delay with good viscosity.

なお、■、■式において、X+yY+[%Jは加重平均
係数、FOFBYAn[無名数]は気筒別のαの一次遅
れ定数、FOFBYAn−1は萌回のFOFBYAnで
ある。
In the formulas (1) and (2), X+yY+[%J is a weighted average coefficient, FOBBYAn [anonymous number] is a first-order lag constant of α for each cylinder, and FOBBYAn-1 is FOBBYAn of the moe cycle.

第13図ないし第17図は第3実施例で、第13図ない
し第15図は第3図ないし第5図に、第16図は第7図
に、第17図は第9図に対応させている。この例は、ン
1ノング内空燃比の予測値とこの予測値から計算する点
火時期補正量とを、気筒別にではなし全気筒に共通の値
として求めるようにしたらのである。たとえば、4気筒
エンジンであれば、MS13図で示すように、1/2回
伝ごとに、全気筒に共通のシリンダ内空燃比の予測値F
BYAを求め、この予測値FBYAがら全気筒に共通の
点火時M補正量CTADVを求める。
Figures 13 to 17 show the third embodiment, Figures 13 to 15 correspond to Figures 3 to 5, Figure 16 corresponds to Figure 7, and Figure 17 corresponds to Figure 9. ing. In this example, the predicted value of the internal air-fuel ratio and the ignition timing correction amount calculated from this predicted value are determined not for each cylinder but as a common value for all cylinders. For example, in a 4-cylinder engine, as shown in the MS13 diagram, the predicted value F of the cylinder air-fuel ratio common to all cylinders is calculated every 1/2 transmission.
BYA is determined, and from this predicted value FBYA, an ignition M correction amount CTADV common to all cylinders is determined.

ただし、S31での変化速度Y[%]については、第1
6図で示すように、第7図の変化速度Xよりも小さな値
を用いる。
However, regarding the rate of change Y [%] in S31, the first
As shown in FIG. 6, a value smaller than the rate of change X in FIG. 7 is used.

この例によれば、第17図で示すように、第9図の場合
と比較すればややトルク変動が残っているものの、従来
例に比べれば、格段にトルク変動が抑えられている。
According to this example, as shown in FIG. 17, although some torque fluctuation remains compared to the case of FIG. 9, the torque fluctuation is significantly suppressed compared to the conventional example.

(発明の効果) この発明は、アイドル時にも空燃比フィードバック補正
を行うとともに、空燃比フィードバック補正量からシリ
ンダ内空燃比を予測し、この予測値に基づいて、この予
測値により発生するトルクが予め定めた要求トルクと一
致するように点火時期を増減補正することにしたため、
アイドル時の空燃比フィードバック制御に伴うトルク変
動を防止ししつつ、アイドル時の排気エミッションの悪
化を無くすことができる。
(Effects of the Invention) This invention performs air-fuel ratio feedback correction even during idling, predicts the cylinder air-fuel ratio from the air-fuel ratio feedback correction amount, and based on this predicted value, the torque generated by this predicted value is determined in advance. Since we decided to increase or decrease the ignition timing to match the specified required torque,
It is possible to prevent deterioration of exhaust emissions during idling while preventing torque fluctuations due to air-fuel ratio feedback control during idling.

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

第1図はこの発明のクレーム対応図、第2図は一実施例
の制御システム図、第3図ないし第5図はこの実施例の
制御動作を説明するための流れ図1、第6図と第7図は
それぞれこの実施例の気筒別点火時期補正量CTADV
nと加重平均係数Xの特性を示す図、第8図は点火時期
ADVに対する発生トルクの特性を示す図、f:tS9
図は前記実施例の作用を説明するための波形図である。 第10図と第11図は池の実施例の応答特性を示す図、
m12図はこの他の実施例の早期噴射と後期噴射の駆動
パルスを示す波形図である。 第13図ないしttS15図は別の他の実施例の制御動
作を説明するための流れ図、第16図はこの別の他の実
施例の加重平均係数Yの特性を示す図、第17図はこの
別の池の実施例の作用を説明するための波形図である。 1・・・エンジン、3・・・吸気管、4・・・インノエ
クタ(燃料噴射装置)、7・・・エア70−メータ(エ
ンジン負荷センサ)、9・・・絞り弁開度センサ、10
・・・クランク角センサ(エンジン回転数センサ)、1
1・・・冷却水温センサ、15・・・点火プラグ、20
・・・コントロールユニット、31・・・エンジン回転
数センサ、32・・・エンジン負荷センサ、33・・・
基本噴射量演算手段、34・・・空燃比センサ、35・
・・空燃比フイービバック補正量演算手段、36・・・
噴射量決定手段、37・・・燃料噴射装置、38・・・
基本点火時期演算手段、39・・・シリンダ内空燃比予
測手段、40・・・点火時期補正量演算手段、41・・
・点火時期決定手段、42・・・点火装置。 281 第 3 図 第4図 $9 図 第10図 第11図 第12図 吸気行程 □’Mum じ=ニー 第 図 DV 第13図 第14図 第15図 第16 図 第17図 Tw(”C) I従来
Fig. 1 is a diagram corresponding to the claims of this invention, Fig. 2 is a control system diagram of one embodiment, Figs. Figure 7 shows the ignition timing correction amount CTADV for each cylinder in this example.
A diagram showing the characteristics of n and the weighted average coefficient
The figure is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment. Figures 10 and 11 are diagrams showing the response characteristics of the pond embodiment;
Figure m12 is a waveform diagram showing drive pulses for early injection and late injection in this other embodiment. 13 to ttS15 are flowcharts for explaining the control operation of another embodiment, FIG. 16 is a diagram showing the characteristics of the weighted average coefficient Y of this other embodiment, and FIG. 17 is a flowchart for explaining the control operation of another embodiment. It is a waveform diagram for explaining the effect|action of the Example of another pond. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Engine, 3... Intake pipe, 4... Innoecta (fuel injection device), 7... Air 70-meter (engine load sensor), 9... Throttle valve opening sensor, 10
...Crank angle sensor (engine speed sensor), 1
1...Cooling water temperature sensor, 15...Spark plug, 20
...Control unit, 31...Engine speed sensor, 32...Engine load sensor, 33...
Basic injection amount calculation means, 34... air-fuel ratio sensor, 35.
...Air-fuel ratio feeback correction amount calculation means, 36...
Injection amount determining means, 37...Fuel injection device, 38...
Basic ignition timing calculation means, 39... Cylinder air-fuel ratio prediction means, 40... Ignition timing correction amount calculation means, 41...
- Ignition timing determining means, 42...Ignition device. 281 Fig. 3 Fig. 4 $9 Fig. 10 Fig. 11 Fig. 12 Intake stroke □'Mum Ji=knee Fig. DV Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15 Fig. 16 Fig. 17 Fig. Tw ("C) I Conventional

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンの回転数と負荷をそれぞれ検出するセンサと、
この回転数と負荷の検出値に基づいて基本噴射量を演算
する手段と、排気中の空燃比を検出するセンサと、この
センサ検出値に基づいて空燃比フィードバック補正量を
演算する手段と、アイドル時にもこの補正量にて前記基
本噴射量を補正して、出力すべき燃料噴射量を決定する
手段と、この噴射量を吸気系に噴射する装置と、前記回
転数と負荷の検出値に基づいて基本点火時期を演算する
手段と、前記空燃比フィードバック補正量とその変化速
度に基づいて噴射ごとにまたは所定回転数ごとにシリン
ダ内空燃比を予測する手段と、このシリンダ内空燃比の
予測値に応じて、この予測値より得られる発生トルクが
予め定めた要求トルクと一致するように点火時期補正量
を求める手段と、この点火時期補正量にて前記基本点火
時期を補正して、出力すべき点火時期を決定する手段と
、この決定された点火時期の信号にて点火を行う装置と
を備えることを特徴とするエンジンの点火時期制御装置
A sensor that detects the engine speed and load,
A means for calculating the basic injection amount based on the detected values of the rotation speed and load, a sensor for detecting the air-fuel ratio in the exhaust gas, a means for calculating the air-fuel ratio feedback correction amount based on the sensor detected value, and an idle At times, the basic injection amount is corrected by the correction amount to determine the fuel injection amount to be output, a device for injecting this injection amount into the intake system, and a device based on the detected values of the rotation speed and load. means for calculating the basic ignition timing based on the air-fuel ratio feedback correction amount and its rate of change; means for predicting the cylinder air-fuel ratio for each injection or for each predetermined rotation speed; and a predicted value of the cylinder air-fuel ratio. means for determining an ignition timing correction amount so that the generated torque obtained from this predicted value matches a predetermined required torque; and a means for correcting the basic ignition timing with this ignition timing correction amount and outputting 1. An ignition timing control device for an engine, comprising means for determining the desired ignition timing, and a device for igniting based on a signal of the determined ignition timing.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6672284B2 (en) * 2000-10-18 2004-01-06 Denso Corporation Fuel supply amount control apparatus for internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6672284B2 (en) * 2000-10-18 2004-01-06 Denso Corporation Fuel supply amount control apparatus for internal combustion engine

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