JPH0196472A - エンジンの燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車等エンジンの燃焼制御装置に係り、詳
しくは燃料のオクタン価に応じて燃焼制御の基本制御値
（マツプ）を切替える装置に関する。

（従来の技術） −ｉに、火花点火機関をある燃料で運転し、圧縮比を上
げたり、点火時期を早くすると、ノッキングが起こり、
エンジンの過熱と性能低下をきたし、さらにはエンジン
を損傷する。この現象に対する燃料のアンチノック性は
オクタン価によって表される。市販されるガソリン燃料
のオクタン価は、通常、 普通ガソリン　・・・・・・８３オクタンスーパガソリ
ン・・・・・・９３オクタンであり、以下、単に前者を
レギュラー、後者をハイオクという。エンジンの熱効率
の点からはノック領域に入らない範囲でできる限り燃焼
速度を速くすることが必要であり、この点でノックが発
生しない限り点火時期を進めて燃焼を制御するエンジン
にあってハイオクはオクタン価が高く有利である。

ところで、ハイオクの使用を目的として設計されたエン
ジンを搭載した車両（以下、ハイオク車という）に、誤
ってレギュラーを使用した場合、あるいはハイオクが入
手できずやむを得ずレギュラーを使用した場合にはハイ
オク相当の十分なエンジン出力を確保できなかったり、
あるいはノッキングが頻発して運転性が悪化する。また
、この逆に、レギュラーの使用を目的として設計された
エンジンを搭載した車両（以下、レギュラー車という）
に、ハイオクを使用した場合等では、ハイオクの利点（
アンチノック性）を有効に活かしきれない。そのため、
この課題を解決するために、予めレギュラー用とハイオ
ク用の二つの制御マツプを用意しておき、使用燃料のオ
クタン価に応じて自動的にマツプの切替を行うようにし
ている。

従来のこの種のエンジンの燃焼制御装置としては、例え
ば特開昭６０−２１２６７３号公報に記載のものがある
。この装置では、運転開始後、予め設定されたレギュラ
ーマツプによって点火時期制御を開始するとともに、所
定の判定領域になると点火時期を一定の進角率で進角（
以下、判定進角という）していきノッキングが起きずに
切替基準値を超えると使用燃料がハイオクであるとして
、以降、所定の進角ステップ（例えば、ｌｄｅｇ／５ｅ
ｃ）で点火時期を進め、ハイオクマツプへと切替えてい
る。また、ハイオクマツプを使用中、ノッキングが発生
すると点火時期を所定の遅角ステップ（例えば、１．２
ｄｅｇ／点火）で遅角（リタード）し、遅角量が切替の
ための最遅角値を超えると使用燃料がレギュラーである
としてレギュラーマツプに戻している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のエンジンの燃焼制御装
置にあっては、レギュラーマツプから進角して行き、切
替基準値を超えると、所定の進角ステ・７プで徐々にハ
イオクマツプへと切替える構成となっていたため、例え
ば、切替基準値を超えた直後に軽度のノッキングが発生
して遅角側に補正された場合、ハイオクマツプの最遅角
値との間に余裕がないため、この最遅角値を遅角側に超
えやすい。したがって、実際の使用燃料がハイオクであ
ったとしても、−旦レギュラーマップに引き戻されてし
まい、ハイオクマツプへの切替えは、次の切替基準値へ
の到達まで待たなくてはならなかった。その結果、ハイ
オクとしての機能を発揮することができず、エンジンの
出力を充分に引き出せないといった不具合があり、エン
ジンの運転性の面で問題があった。

（発明の目的） そこで本発明は、レギュラーマツプから点火時期を進角
して行き切替基準値を超えた場合は、直ちにハイオクマ
ツプに切替えることにより、切替直後に軽度のノッキン
グが発生しても容易にレギュラーマツプへ引き戻されな
いようにし、ハイオクの能力を最大限に活かしてエンジ
ンの運転性を向上させることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明によるエンジンの燃焼制御装置は上記目的達成の
ため、その基本概念図を第１図に示すように、エンジン
の運転状態を検出する運転状態検出手段ａと、エンジン
に発生するノッキングを検出するノック検出手段すと、
エンジンの運転状態に基づいてオクタン価の異なる燃料
であるレギュラーおよびハイオク毎に燃焼状態を制御す
る基本制御値を設定し、それぞれのマツプに格納するマ
ツブ設定手段Ｃと、レギュラーマツプが使用されている
とき、エンジンが所定の判定領域に移行すると点火時期
を進角させていき切替基準値を超えると、少なくとも直
ちにハイオクマツプへの切替を指令する第１判定手段ｄ
と、ハイオクマツプが使用されているとき、ノッキング
の発生状態に基づいてハイオクマツプからレギュラーマ
ツプへの切替を指令する第２判定手段ｅと、第１判定手
段ｄおよび第２判定手段ｅからの指令に応じてレギュラ
ーマツプまたはハイオクマツプを選択し、選択したマツ
プの基本制御値に基づいてエンジンの燃焼状態を制御す
る制御値を演算する制御手段ｆと、制御手段ｆの出力に
基づいてエンジンの燃焼状態に関連するパラメータを操
作する燃焼操作手段ｇと、を備えている。

（作用） 本発明では、レギュラーマツプが使用されているとき、
エンジンが所定の判定領域に移行すると、点火時期を進
角させていき切替基準値を超えると直ちにハイオクマツ
プへと切替えられる。

したがって、最遅用値との間に余裕があるので、切替後
にノッキングが発生しても、このノッキングが連続しな
い限り、レギュラーマツプに引き戻されることはない。

その結果、切替直後からｍｍしてハイオクマツプが用い
られることとなり、ハイオクの能力が活かされ、エンジ
ンの運転性が向上する。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜４図は本発明の一実施例を示す図である。

まず、構成を説明する。第２図において、１はエンジン
であり、吸入空気はエアクリーナ２より吸気管３、スロ
ットルチャンバ４を経てインテークマニホールド５の各
気筒に対応するメインポート６およびサブポート７から
それぞれの気筒に供給され、燃料は噴射信号Ｓｉに基づ
きインジェクタ８により噴射される。各気筒には点火プ
、ラグ９が装着されており、点火プラグ９には点火コイ
ル１０およびパワトラユニット１１からの高圧パルスＰ
ｉが供給される。点火コイル１０およびパワトラユニッ
ト１１は所定の点火時期に対応して出力される点火信号
Ｓｐに基づいて高圧パルスＰｉを発生させ、点火プラグ
９に供給する。上記点火プラグ９、点火コイル１０およ
びパワトラユニット１１はエンジン１の燃焼状態に関連
するパラメータ（本実施例では点火時期）を操作する（
点火を実行するということ）燃焼操作手段１２を構成す
る。なお、パラメータとしてはこの他に、例えば燃料噴
射量や過給圧がある。そして、気筒内の混合気は高圧パ
ルスＰｉによって着火、爆発し、排気となって排気管１
３を通して排出される。

ここで、吸入空気は各気筒に到達する前に種々の制御を
受ける。すなわち、吸気管３にはターボチャージャ２１
のコンプレッサ２２が配設されており、コンプレフサ２
２は排気管１３に配設されたタービン２３に連結される
。ターボチャ−ジャ２１は排気によってタービン２３を
駆動し、これと連動するコンプレッサ２２により吸気を
過給する。ターボチャージャ２１の過給圧はスイングパ
ルプ２４およびスイングパルプコントローラ２５により
変えることができ、スイングパルプコントローラ２５へ
の制御圧力は過給圧制御信号ＳＫに基づき過給圧制御ソ
レノイドパルプ２６により調整される。ターボチャージ
ャ２１の下流側のスロットルチャンバ４内にはスロット
ルバルブ２７が設けられ、アイドル運転以外の吸入空気
量はスロットルバルブ２７により制御され、アイドル運
転時にはスロットルバルブ２７の上流側と下流側とを連
通ずるバイパス通路２８に設げられたＡＡＣバルブ２９
およびＦＩＣＤソレノイドバルブ３０により吸入空気量
が制御される。ＡＡＣパルプ２９はアイドル回転数制御
信号ＳＡによってそのパルプ開度が可変され、吸入空気
量を制御してエンジン１のアイドル回転数を目標値に維
持する。ＦＴＣＤソレノイドバルブ３０は所定の補機負
荷（例えば、エアコン）の作動とともにパルプを開き、
吸入空気量をあらかじめ設定された量だけ増加させてエ
ンジン１のアイドル回転数を所定回転数だけ上昇させる
。また、スロットルバルブ２７の上流側と下流側とはエ
アレギュレータ３工を介して連通しており、エアレギュ
レータ３１はスロソトルバルブ２７上流側の大気を下流
側に導入してインジェクタ８に働く燃圧を常に一定に保
つ。インテークリリーフバルブ３２はセーフティバルブ
であり、スロットルチャンバ４内の吸入空気圧（過給圧
）が異常に高圧のときインテークリリーフバルブ３２が
開いてスロットルチャンバ４内部の吸入空気を大気中に
放出し、過給圧を安全圧力に減少させる。

スロットルチャンバ４内の吸入空気はインテークマニホ
ールド５から分５岐してメインポート６およびサブポー
ト７に流入する。メインポート６は比較的大口径に形成
されたポートであり、そのポート内には可変吸気制御ア
クチュエータ３３により開閉駆動されるパワーバルブ３
４が設けられる。可変吸気制御アクチュエータ３３には
プレイバルブ３５を介して可変吸気制御ソレノイドバル
ブ３６から制御負圧が供給されており、可変吸気制御ソ
レノイドバルブ３６はチエツクバルブ３７およびバキュ
ームタンク３８を介して導かれるスロットルバルブ２７
下流側の吸入負圧をパワーバルブ切換信号Ｓｖに基づき
大気側に漏出（リーク）することによって、可変吸気制
御アクチュエータ３３に供給する制御負圧を変える。可
変吸気制御アクチュエータ３３はこの制御負圧に応動し
、パワーバルブ３４を開閉する。

一方、サブポート７は小口径で、かつメインポート６よ
りも全長が長く形成される。そして、エンジン１の運転
状態が低速のときはパワーバルブ３４が閉じられて、吸
入空気はサブボート７を流れ、その形状により流速が高
められて慣性過給効果により充填効率が高められトルク
の増大が図られる。

また、運転状態が高速のときはパワーバルブ３４が開か
れて、メインボート６およびサブポート７の両方を通過
して吸入空気が流れ、これにより吸気抵抗が減少して高
出力化が図られる。

エンジン１の運転状態は次の各センサによす検出される
。すなわち、スロットルバルブ２７の開度ＴＶＯはスロ
ットルセンサ４１により検出され、冷却水の温度Ｔｗは
水温センサ４２により検出され、さらにエンジン１本体
に発生するノック振動■５はノックセンサ（ノック検出
手段）４３により検出される。また、エンジン１のクラ
ンク角はクランク角センサ４４により検出され、クラン
ク角センサ４４はクランク角の１°に対応する単位信号
１°ＣＡと、気筒識別用の気筒参照信号Ｒｅ、ｆを出力
する。上記スロットルセンサ４１、水温センサ４２およ
びクランク角センサ４４は運転状態検出手段４５を構成
している。

５０はコントロールユニットであす、コントロールユニ
ット５０はマツプ設定手段、第１判定手段、第２判定手
段および制御手段としての機能を有し、ＣＰ　Ｕ５１、
ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３およびＩ１０ポート５４により
構成される。ＣＰＵ５１はＲＯＭ５２に書き込まれてい
るプログラムに従ってＩ１０ポート５４より必要とする
外部データを取り込んだり、またＲＡＭ５３との間でデ
ータの授受を行ったりしながらエンジンの燃焼制御に必
要な処理値を演算し、必要に応じて処理したデータをＩ
１０ポート５４へ出力する。Ｉ１０ボート５４には上記
各センサ４１〜４４からの信号が入力されるとともに、
Ｉ１０ポート５４からは前記各信号Ｓ　ｉ、３ｐ、ＳＫ
　％　ＳＡ、Ｓｖが出力される。ＲＯＭ５２はＣＰ　Ｕ
５１における演算プログラムやレギュラーマツプ、ハイ
オクマツプ等を格納し、また、ＲＡＭ５３は演算に使用
するデータや演算結果等を一時的に格納するいわゆるワ
ーキングメモリーである。

次に、作用を説明する。

第３図は燃焼制御処理のプログラムのフローチャートで
ある。本プログラムはＲＡＭ５３に格納され、タイマー
割込等によって所定の時間に一度実行される。

まず、エンジン１が始動すると、Ｐｌで、ノックセンサ
４３からのノック振動■６に基づいてノッキング発生の
有無が判別される。ノッキングが発生していない場合は
、Ｐ２に進み現在の点火時期βを例えば１　ｄｅｇ進角
する。次いで、Ｐ３では、進角された点火時期βと切替
基準値Ａとを比較し、β≧Ａか否かを判別する。すなわ
ち、点火時期βが切替基準値Ａを超えている場合は、実
際の使用燃料がハイオクであるとしてＰ４に進み、点火
時期βにハイオクマツプの点火時期ＢをセットしてＰ５
で今回の判定を終了する。したがって、切替判定後は直
ちにハイオクに適した点火時期に設定されるので、ハイ
オクの能力を最大限に活用でき、エンジンの出力を充分
に引き出すことができる。

一方、切替後にノッキングが発生した場合は、Ｐｌでこ
のノッキングを検出し、Ｐｈで点火時期βを例えば−１
ｄｅｇ遅角する。次いで、Ｐ、では、遅角された点火時
期βとハイオクマツプの最遅用値Ｃとを比較し、β≧Ｃ
のとき、すなわち、遅角補正された点火時期βが最遅用
値Ｃに到達していないとき今回の処理を終了する。さら
に、今回以降の処理においてもノッキングが発生し続け
ている場合は、上記、Ｐ６の遅角補正を繰り返す。そし
て、Ｐ、でβ≧Ｃに到達すると、使用燃料がレギュラー
であるとしてＰ、で点火時期βにレギュラーマツプの点
火時期りをセットし、Ｐ９で今回の判定を終了する。

次に、第４図のタイミングチャートを参照しながら上述
した作用を総括する。

エンジン１の始動後、所定の判定領域に入るとレギュラ
ーマツプの点火時期Ｄ（例えば、ＢＴＤＣ１５°）から
、進角（例えば、ｌ　ｄｅｇ毎）していき、進角を繰り
返した後の点火時期が切替基準値Ａ（例えば、ＢＴＤＣ
１９°）を超えた場合、直ちに点火時期をハイオクマツ
プの点火時期Ｂ（例えば、ＢＴＤＣ２５°）に切替えて
いる。したがって、切替直後にノッキングが発生しても
、従来例のように、レギュラーマツプに容易に引き戻さ
れることはない。すなわち、ハイオクマツプの点火時期
Ｂとハイオクマツプの最遅用値Ｃとの間には余裕（例え
ば、６　ｄｅｇ以上）があるので、該ノッキングが連続
しない限り、レギュラーマツプの点火時３ｔ）Ｂ）に切
替えられることはない。その結果、実際の使用燃料（こ
の場合、ハイオク）に適したマツプが速やかに選択され
、このマツプによって点火時期が設定されてハイオクの
能力を最大限に発揮してエンジンの出力を充分に引き出
し、エンジンの運転性を向上させることができる。

（効果） 本発明によれば、レギュラーマツプから点火時期を進角
して行き、切替基準値を超えると直ちにハイオクマツプ
に切替えているので、切替直後に軽度のノッキングが発
生しても容易にレギュラーマツプに引き戻されないよう
にすることができ、ハイオクに適したマツプを速やかに
選択し、点火時期を適切に設定することができる。した
がって、ハイオクの能力を最大限に活かして、エンジン
の運転性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、 第２〜４図は本発明に係るエンジンの燃焼制御装置の一
実施例を示す図であり、 第２図はその全体構成図、 第３図はその燃焼制御処理のプログラムを示すフローチ
ャート、 第４図はその作用を説明するためのタイミングチャート
である。 １２・・・・・・燃焼操作手段、 ４３・・・・・・ノックセンサ（ノック検出手段）、４
５・・・・・・運転状態検出手段、 ５０・・・・・・コントロールユニット（マツプ設定手
段、第１判定手段、第２判定手段、制 御手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
   、 ｂ）エンジンに発生するノッキングを検出するノック検
   出手段と、 ｃ）エンジンの運転状態に基づいてオクタン価の異なる
   燃料であるレギュラーおよびハイオク毎に燃焼状態を制
   御する基本制御値を設定し、それぞれのマップに格納す
   るマップ設定手段と、 ｄ）レギュラーマップが使用されているとき、エンジン
   が所定の判定領域に移行すると点火時期を進角させてい
   き切替基準値を超えると、少なくとも直ちにハイオクマ
   ップへの切替を指令する第１判定手段と、 ｅ）ハイオクマップが使用されているとき、ノッキング
   の発生状態に基づいてハイオクマップからレギュラーマ
   ップへの切替を指令する第２判定手段と、 ｆ）第１判定手段および第２判定手段からの指令に応じ
   てレギュラーマップまたはハイオクマップを選択し、選
   択したマップの基本制御値に基づいてエンジンの燃焼状
   態を制御する制御値を演算する制御手段と、 ｇ）制御手段の出力に基づいてエンジンの燃焼状態に関
   連するパラメータを操作する燃焼操作手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。