JPH0261624B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は内燃機関の点火時期制御装置に関す
るもである。

ガソリンのオクタン価は内燃機関における耐ノ
ツク性に強い相関があることがよく知られてい
る。すなわち、オクタン価の高いガソリンほどノ
ツクしにくいものである。第１図は市販のレギユ
ラガソリンとプレミアムガソリン（レギユラガソ
リンよりもオクタン価が高い）とを使用した場合
のある内燃機関における点火時期−出力軸トルク
特性を示したものである。Ａ点はレギユラガソリ
ン使用時のノツク限界点、Ｂ点はプレミアムガソ
リン使用時のノツク限界点であり、ノツク限界点
よりも点火時期を進角させるとノツクが発生す
る。第１図によるとプレミアムガソリン使用時に
は点火時期をＢ点まで進角することができるた
め、レギユラガソリン使用時に対し出力軸トルク
を向上することが可能になる。

このような特性をもつ内燃機関において、レギ
ユラガソリンとプレミアムガソリンとを転換使用
する場合、点火時期を使用するガソリンの種類に
合わせて切換えれば、機関のもつ性能を最大限に
発揮することができる。

〔従来技術〕

ところで、従来の点火時期制御装置において
は、点火時期特性が所定のガソリン、例えばレギ
ユラガソリンに対してのみ設定されているため、
プレミアムガソリン使用時にはそのままでは機関
の出力向上は期待できず、何らかの方法で点火時
期を進角側に再設定しなければならなかつた。ま
た、機関のノツクを検出し、点火時期をノツク発
生限界点まで制御するノツク制御技術（ノツク制
御技術については本発明の実施例で説明する）を
用いて、基準点火時期特性をプレミアムガソリン
用（第１図のＢ点）に設定し、レギユラガソリン
使用時には上記ノツク制御により点火時期を第１
図のＡ点まで遅角制御することも考えられる。し
かし、この場合、ノツク制御する点火時期区間
（第１図Ａ点からＢ点までの点火時期区間）が広
すぎるため、機関の加速運転時等にノツクが発生
すると、点火時期が第１図のＢ点からＡ点までの
遅角制御による移行中に激しいノツクが発生する
という問題があつた。

〔発明の概要〕

そこで、本発明は上記の点に関してなされたも
のであり、機関のノツク発生の検出により使用ガ
ソリンの種類を判定し、その判定結果に従つて基
準の点火時期特性を切換制御することによりノツ
ク制御を行う点火時期制御区間を狭くすることを
可能にするとともに、所定時間以上上記判定結果
の信号が持続しなければ切換制御しないことによ
り、万一の誤判定による切換制御を防止し、機関
の点火時期切換制御を正確に行うことを目的とす
るものである。

〔発明の実施例〕

第２図に本発明の一実施例を示す。第２図にお
いて、１は機関に取り付けられ、機関のノツクを
検出するノツクセンサである。２はノツクセンサ
の出力信号からノツク発生の有無を判別するノツ
ク判別部であり、バンドパスフイルタ２１、ノイ
ズレベル検出器２２、比較器２３により構成さ
れる。バンドパスフイルタ２１の入力はノツクセ
ンサ１に接続され、出力は比較器２３の第１の
比較入力及びノイズレベル検出器２２に接続され
る。ノイズレベル検出器２２の出力は比較器２
３の第２の比較入力に接続される。３は遅角制御
電圧発生器であり、入力が比較器２３の出力に
接続される。４は基準点火時期切換判定部であ
り、比較器４１，４２、アンドゲート４３，４
４、運転領域判定器４５、タイマ４６，４７、フ
リツプフロツプ４８により構成される。比較器
４１と比較器４２は遅角制御電圧発生器３の出
力電圧をそれぞれ所定の電圧レベルV₁及びV₂と
比較し、それらの比較出力はアンドゲート４３
及びアンドゲート４４のそれぞれ一方の入力に
接続される。また、運転領域判定器４５は入力が
機関の吸入空気圧力を検出する圧力センサ５と後
述の点火時期制御器７の出力に接続され、出力が
アンドゲート４３，４４の比較器４１，４２が接
続される入力とは異なるもう一方の入力に接続さ
れる。

アンドゲート４３の出力はタイマ４６を介
してフリツプフロツプ４８のセツト入力に接続さ
れ、アンドゲート４４の出力はタイマ４７を
介してフリツプフロツプ４８のリセツト入力に接
続される。７は点火時期制御器であり、基準点火
時期信号発生器６の出力する基準点火時期信号を
遅角制御電圧発生器３の出力とフリツプフロツプ
４８の出力とに従つて移相制御し、点火時期を示
す点火信号を点火回路８に出力する。そして、点
火回路８は点火コイル９により機関の点火に必要
な高電圧を発生させる。

次に各部の動作を説明する。第３図はノツク判
別部２の各部の動作を示す。ノツクセンサ１は一
般によく知られている振動加速度センサであり、
機関のシリンダブロツク等に取り付けられ、機関
の機械的振動を電気信号に変換し、第３図ａに示
すように振動波信号を出力する。バンドパスフイ
ルタ２１はノツクセンサ１の出力信号からノツク
特有の周波数成分のみを通過させてノツク以外の
ノイズ成分を抑圧し、第３図ｂのイに示すように
Ｓ／Ｎの良い信号を出力する。ノイズレベル検出
器２２は例えば半波整流回路、平均化回路、増幅
回路等で構成することができ、バンドパスフイル
タ２１の出力信号（第３図ｂのイ）を半波整流及
び平均化により直流電圧レベルに変換し、所定の
増幅度で増幅し、第３図ｂのロに示すようにバン
ドパスフイルタ２１の出力信号（第３図ｂのイ）
のノイズ成分よりは高く、ノツク成分よりは低い
レベルの直流電圧を出力する。比較器２３はバ
ンドパスフイルタ２１の出力信号（第３図ｂの
イ）とノイズレベル検出器２２の出力信号（第３
図ｂのロ）とを比較し、ノツクが発生しない場合
（第３図Ｃ部）にはバンドパスフイルタ２１の出
力信号（第３図ｂのイ）がノイズレベル検出器２
２の出力信号（第３図ｂのロ）を越えないため何
も出力せず、一方ノツクが発生した場合（第３図
Ｄ部）にはバンドパスフイルタ２１の出力信号
（第３図ｂのイ）がノイズレベル検出器２２の出
力信号（第３図ｂのロ）を超えるため、第３図ｃ
に示すようにパルス列を出力する。従つて、比較
器２３の出力からのパルス列（第３図ｃ）の出
力の有無によりノツク発生の判別ができる。

第４図は遅角制御電圧発生器３、基準点火時期
切換判定部４の動作を示す。遅角制御電圧発生器
３は例えば積分回路で構成することができ、比較
器２３から第４図ａのようなパルス列が出力さ
れるとそのパルス列を積分し、第４図ｂのように
出力電圧を上昇させる。また、比較器２３から
パルス列が出力されない場合には、遅角制御電圧
発生器３の出力は所定の速度で徐々に下降する。
すなわち、点火時期をノツク限界点まで遅角させ
る遅角制御電圧をリアルタイムに発生する。そし
て、点火時期制御器７は遅角制御電圧を入力し、
点火時期を遅角制御することにより、直ちにノツ
ク発生を抑制する。

一方、比較器４１は遅角制御電圧発生器３の
出力する遅角制御電圧がV₁以上になれば第４図
ｃのように高レベルを出力する。

また、比較器４２は遅角制御電圧がV₂以下
になれば第４図ｄのように高レベルを出力する。
なお、V₁とV₂の関係はV₁＞V₂になるように設定
される。運転領域判定器４５は圧力センサ５から
機関の運転負荷情報と、点火時期制御器７の出力
する点火信号を周波数−電圧変換することによる
機関の運転回転数情報とを得て、負荷と回転数に
よる運転領域マツプを形成する。そして、プレミ
アムガソリン用の基準点火時期において、プレミ
アムガソリンを使用時には遅角制御電圧がV₁以
上にはならず、レギユラガソリン使用時にはV₁
以下にはならない運転領域αと、レギユラガソリ
ン用の基準点火時期（上記プレミアムガソリン用
の基準点火時期を後述する遅角側へ切換制御した
点火時期）において、プレミアムガソリン使用時
にはV₂以上にはならず、レギユラガソリン使用
時にはV₂以下にはならない運転領域βとが上記
運転領域マツプに設定される。そして、運転領域
判定器４５は機関の運転状態が上記運転領域のα
かつβの重合部にある場合に第４図ｅに示すよう
に高レベルの信号を出力し、それ以外の運転領域
では低レベルの信号を出力する。

それ故、比較器４１の出力と運転領域判定器
４５の出力との論理積を得るアンドゲート４３
からはプレミアムガソリン用基準点火時期におけ
る使用ガソリンの種類の判定結果が出力される。
すなわち、レギユラガソリン使用時には第４図ｆ
に示すようにアンドゲート４３から高レベルの
信号が出力される。また、比較器４２の出力と
運転領域判定器４５の出力との論理積を得るアン
ドゲート４４からはレギユラガソリン用基準点
火時期における使用ガソリンの種類の判定結果が
出力される。すなわち、プレミアムガソリン使用
時には第４図ｇに示すようにアンドゲート４４
から高レベルの信号が出力される。

ここで、機関の急加速時のように燃料制御等が
不安定になる運転状態ではノツクが発生し易いた
め、プレミアムガソリン使用時に前述の運転領域
（α・β部）においてさえも一瞬ではあるが遅角
制御電圧がV₁あるいはV₂を越え、フリツプフロ
ツプ４８を反転させ、誤まつた切換判定結果を出
力する危検性がある。そこで、タイマ４６及び
タイマ４７によりアンドゲート４３あるいは
アンドゲート４４の出力信号が所定時間以上持
続して出力されないとそれらの信号がフリツプフ
ロツプ４８に入力させないために、上記一瞬出力
される誤判定信号のフリツプフロツプ４８への入
力を防止することができる。第４図ｈにタイマ
４６の動作を示し、第４図にタイマ４７の動
作を示す。タイマ４６はアンドゲート４３の
出力信号の立ち上りから所定の時間Ｔ経過後か
ら、アンドゲート４３の出力信号が低レベルに
なるまで高レベルの信号を出力する。タイマ４
７もアンドゲート４４の出力信号に対し、タイ
マ４６と同様の動作を行う。従つて、アンドゲ
ート４３あるいはアンドゲート４４の一瞬の
出力信号はタイマ４６とタイマ４７によりフ
リツプフロツプ４８への通過が阻止される。そし
て、フリツプフロツプ４８は第４図ｊに示すよう
にタイマ４６とタイマ４７により誤判定のな
い信号により動作し、正確な点火時期切換信号を
出力する。

基準点火時期信号発生器６は機関の運転状態、
つまり回転数や負荷によつて設定された基準点火
時期信号を出力する。この基準点火時期特性は例
えばデイストリビユータの遠心ガバナや圧力ダイ
アフラムの動作特性で決定され、あるいは電子進
角制御装置においてはメモリに記憶される。そし
て、この基準点火時期特性がフリツプフロツプ４
６の出力に従つて、点火時期制御器７により、プ
レミアムガソリン使用時には進角側に、レギユラ
ガソリン使用時には遅角側に自動的に切換えら
れ、最適な点火時期特性を得る。点火時期制御器
７については周知の技術であり、ここでは説明を
省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明によればレギユラ
ガソリンとプレミアムガソリンとを転換使用する
場合、ノツクセンサにてノツクを検出し、ノツク
発生の判別出力に従つて、基準点火時期を進角側
設定から遅角側設定への切替えと、遅角側設定か
ら進角側設定への切替えとを判定し、これらの判
定出力に対応して基準点火時期を切替え制御する
ことにより、ガソリンオクタン価に対応した基準
点火時期に設定制御でき、又、遅角側と進角側と
の間の双方向制御であるため初期設定が遅角側で
も、又仮に誤判定による切替制御があつても、オ
クタン価に対応した側の基準点火時期に切替え制
御できる。更に点火時期切換要否の判定信号が所
定時間以上持続しなければ切換動作を行わないよ
うにすることにより、一瞬の誤判定による点火時
期切換を防止することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は機関の点火時期対出力軸トルク特性
図、第２図は本発明の一実施例を示すブロツク構
成図、第３図と第４図は第２図の実施例における
動作説明図である。第３図において、１はノツク
センサ、２はノツク判別部、３は遅角制御電圧発
生器、４は基準点火時期切換判定部、５は圧力セ
ンサ、６は基準点火時期信号発生器、７は点火時
期制御器、８は点火回路、９は点火コイルであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関のノツクを検出するノツクセンサ、
   このノツクセンサの出力からノツク発生の有無を
   判別するノツク判別手段、このノツク判別手段の
   出力から機関の基準点火時期を進角側設定から遅
   角側設定への切換、及び遅角側設定から進角側設
   定への切換の要否を判定する基準点火時期切換判
   定手段、この基準点火時期切換判定手段の出力に
   従つて基準点火時期を遅角側あるいは進角側に切
   換える点火時期切換手段を備え、上記基準点火時
   期切換判定手段は切換要否判定信号が所定時間以
   上接続したときに切換動作をさせるタイマ手段を
   含んで構成されることを特徴とする内燃機関の点
   火時期制御装置。