JPH044465B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、ノツクを検出し、レギユラガソリ
ンとプレミアムガソリンの混合率を判定し、それ
にしたがつて点火時期に移相し、混合率を運転者
に表示するようにした内燃機関の点火時期制御装
置に関する。

〔従来技術〕

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。

この第１図の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。

この第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。

また、第２図は第１図のＡ点とＢ点の点火時期
を内燃機関の回転数に対して表わした点火時期特
性図である。

この第２図において、Ａの点火時期特性とＢの
点火時期特性との間隔は回転数に対しほぼ一定の
値を示す。

以上のことから、このような特性を持つ内燃機
関において、レギユラガソリンとプレミアムガソ
リンとを混合使用あるいは転換使用する場合、点
火時期をレギユラガソリンとプレミアムガソリン
の混合比に応じて進角させれば機関の出力を向上
することが可能になる。

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、たとえば、
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混合使用時あるいは転換
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。

特に、混合使用時には、レギユラガソリンとプ
レミアムガソリンとの混合比率により、第２図ｃ
のようにＡからＢの間にノツク限界点が存在し、
進角可能限界が変化するため、点火時期を再設定
するのは容易でなかつた。

また、機関の運転者にとつては、使用中のガソ
リンのレギユラとプレミアムの混合比率がわから
ず、どれだけ点火時期を変位すればよいのかわか
らなかつた。

〔発明の概要〕

そこで、この発明は上記の点にかんがみなされ
たものであり、ノツクセンサを用いてノツク発生
を検出し、その検出値により使用中のガソリンの
レギユラガソリンとプレミアムガソリンとの混合
比率を示す点火時期変位量を決定し、それに応じ
て点火時期を進角側あるいは遅角側に設定するこ
とにより、自動的にレギユラガソリンとプレミア
ムガソリンとの混合比率を判定し、点火時期を最
適な位置に調節するとともに、機関の運転者に上
記ガソリンの混合比率を表示することができる内
燃機関の点火時期制御装置を提案するものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の内燃機関の点火時期制御装置
の実施例について図面に基づき説明する。

第３図はその一実施例の構成を示すブロツク図
である。この第３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。

また、２はノツクセンサ１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２
２、比較器２３により構成されている。

バンドパスフイルタ２１の入力端はノツクセン
サ１の出力端に接続され、バンドパスフイルタ２
１の出力端は比較器２３の一方の比較入力端とノ
イズレベル検出器２２の入力端に接続される。そ
して、ノイズレベル検出器２２の出力端は比較器
２３の他方の比較入力端に接続される。

３はノツク判別部２の出力から演算し、点火時
期の変位量を決定する点火時期変位量決定部であ
り、積分器３１、リセツト回路３２、加算器３３
により構成されている。

積分器３１の入力端は比較器２３の出力端に接
続され、積分器３１の出力端は加算器３３の一方
の入力端に接続される。

また、積分器３１には積分値を零にリセツトす
るリセツト端子があり、このリセツト端子はリセ
ツト回路３２の出力端に接続される。

４は点火時期変位量決定部３の出力値を記憶保
持する記憶部であり、ピークホールド回路４１と
リセツト回路４２により構成される。

ピークホールド回路４１の入力端は加算器３３
の出力端に接続され、ピークホールド回路４１に
設けられているリセツト端子はリセツト回路４２
に接続される。ピークホールド回路４１の出力端
は加算器３３の他方の入力端に接続され、加算器
３３により積分器３１の出力値と加算される。

９は表示部であり、その入力端はピークホール
ド回路４１の出力端に接続される。また、ピーク
ホールド回路４１の出力端は後で説明する点火時
期移相器６の制御入力端にも接続されている。

５は機関の基準点火時期信号を発生する基準点
火時期信号発生器であり、６は基準点火時期信号
発生器５の出力信号を記憶部４の出力（ピークホ
ールド回路４１の出力）の値に応じて移相制御す
る点火時期移相器である。

７は点火時期移相器６の出力信号に同期して、
点火コイル８の通電を断続し、内燃機関の点火に
必要な高電圧を発生させるスイツチング回路であ
る。点火時期移相器６の出力端はまたリセツト回
路３２の入力端にも接続されている。

次に、以上のように構成されたこの発明の内燃
機関の点火時期制御装置の動作について第４図お
よび第５図を参照して述べる。第４図はノツク判
別部２の各部の動作波形図である。

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な
どに取り付けられ、機関の機械的振動を電気信号
に変換し、第４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４図
ｂのイに示すようにＳ／Ｎのよい信号を出力す
る。

ノイズレベル検出器２２はたとえば半波整流回
路、平均化回路、増幅回路などで構成することが
でき、バンドパスフイルタ２１の出力信号（第４
図ｂのイ）を半波整流および平均化により直流電
圧レベルに変換し、さらに所定の増幅度で増幅
し、第４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４図ｂのイ）のノイズ成
分よりは高く、ノツク成分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４図イ）とノイズレベル検出器２２の出力
信号（第４図ｂのロ）とを比較し、ノツクが発生
しない場合（第４図Ｃ部）にはバンドパスフイル
タ２１の出力信号（第４図ｂのイ）がノイズレベ
ル検出器２２の出力信号（第４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４図Ｄ部）にはバンドパスフイルタ２１
の出力信号（第４図ｂのイ）がノイズレベル検出
器２２の出力信号（第４図ｂのロ）を越えるた
め、第４図ｃに示すようにパルス列を出力する。
したがつて、比較器２３の出力からのパルス列
（第４図ｃ）の出力有無によりノツク発生の判別
ができる。

第５図は点火時期変位量決定部３、記憶部４お
よび点火時期移相器６の各部の動作を示す。積分
器３１は比較器２３の出力するパルス列（第５図
ａ）を積分する。

一方、リセツト回路３２は点火時期移相器６の
出力信号（点火信号）を受け、点火時期毎に第５
図ｃに示すようなパルスを出力し、積分器３１の
積分値を零レベルにリセツトする。したがつて、
積分器３１の出力は第５図ｂに示すようにノツク
発生時に出力電圧が上昇し、点火時期毎にリセツ
トされる波形になる。

次に、加算器３３は積分器３１の出力値（第５
図ｂ）とこの後に説明するピークホールド回路４
１の出力値とを加算する。

ただし、加算されるピークホールド回路４１の
出力値は加算前の値であり、その値が加算器３３
の内部で積分器３１の値が入力されている間、保
持されるものである。

ピークホールド回路４１は加算器３３の出力の
ピークを保持する。第５図ｄはピークホールド回
路４１の出力波形を示す。

リセツト回路４２は機関の始動時に高レベルの
パルスを出力するものであり、第５図ｅにリセツ
ト回路４２の出力パルスを示す。

まず、機関の始動時にピークホールド回路４１
はリセツト回路４２によりリセツトされ、出力が
零レベルになる。そして、機関にノツクが発生
し、比較器２３の出力端に第５図ａのようにパル
ス列が現われると、積分器３１はそのパルス列を
積分し（第５図ｂ）、加算器３３は積分器３１の
積分出力値と加算前のピークホールド回路４１の
出力値とを加算し、ピークホールド回路４１は加
算器３３の出力のピーク値を保持する（第５図
ｄ）。上記動作は機関にノツクが発生しなくなる
まで続き、ピークホールド回路４１の出力値を上
昇させる。

一方、点火時期移相器６は制御電圧に応じて入
力信号の位相を遅角側に移相制御するものであ
る。この点火時期移相器６については、点火時期
制御装置においては周知の技術であり、ここでは
説明を省略する。

基準点火時期信号発生器５は機関のクランク軸
の回転を検出し、点火するべき時期を示す信号を
出力するものであり、たとえばデイストリビユー
タに内蔵されている点火信号発生器をいう。

この基準点火時期信号発生器５の点火時期特性
は機関の回転数や負荷によつて設定されており、
回転数について言えば、第２図のＢの点火時期特
性に設定される。基準点火時期信号発生器５の出
力信号は第５図ｆのように示され、点火時期移相
器６に入力される。そして、ピークホールド回路
４１の出力が点火時期移相器６の制御電圧入力に
入力され、ピークホールド回路４１の出力値に応
じて基準点火時期信号発生器５の出力信号が遅角
移相される。点火時期移相器６の出力信号を第５
図ｇに示す。

いま、ピークホールド回路４１の出力が零レベ
ルである場合、点火時期移相器６は移相動作を行
わず、その出力には基準点火時期信号発生器５の
出力信号がそのまま現われ、結局、実際に点火に
おける点火時期特性は第２図のＢの点火時期特性
のままである。

また、機関にノツクが発生し、点火時期変位量
決定部３が遅角移相量を演算し、ピークホールド
回路４１の出力値が上昇した場合、点火時期移相
器６は第５図ｇに示すように、基準点火時期信号
発生器５の出力信号（第５図ｆ）をピークホール
ド回路４１の出力値に応じて遅角移相する。その
ため、実際の点火における点火時期特性は第２図
Ｃの点火時期特性に示す破線のようになる。

したがつて、プレミアムガソリンを使用した場
合、第２図のＢの特性に示す点火時期特性におい
てはノツクが発生しないため、点火時期が遅角移
相せず、第２図のＢの特性のままになる。

また、レギユラガソリンあるいはレギユラとプ
レミアムとの混合ガソリンを使用した場合には、
第２図のＢの点火時期特性においてはノツクが発
生する領域であるため、機関にノツクが発生す
る。そして、上述したように、ノツク判別部２、
点火時期変位量決定部３、記憶部４、点火時期移
相器６によつてノツクが検出され、点火時期が遅
角移相されて、その結果レギユラガソリンあるい
はレギユラとプレミアムの混合ガソリン使用時に
おいても、ノツク発生のない点火時期特性（レギ
ユラガソリン使用時には第２図のＡの点火時期特
性、レギユラとプレミアムの混合ガソリン使用時
には第２図Ｃの点火時期特性）に点火時期が固定
される。なお、ピークホールド回路４１の出力は
始動後は増加する一方で減少することはないが、
使用ガソリンのオクタン価に応じて一定となり、
この一定値が第２図の特性Ｂから遅角されるの
で、第２図Ｃ（レギユラガソリンの場合は第２図
Ａ）の点火時期特性が得られる。

但し、急加速時等のノツクが発生し易い状態で
は使用燃料のいかんに拘わらずノツクが発生して
しまうので、急加速時等の非定常状態には、ピー
クホールド回路４１の動作を一時的にホールドす
る必要があることは勿論である。ここで、ピーク
ホールド回路４１の出力値はプレミアムガソリン
の混合比率が大きいほど低い値となり、小さいほ
ど（つまり、レギユラガソリンが多く混合される
ほど）高い値となる。したがつて、ピークホール
ド回路４１の出力値はプレミアムガソリンとレギ
ユラガソリンとの混合比率を判定した結果即ち使
用燃料のオクタン価を判定した結果に相当する。

そこで、ピークホールド回路４１の出力を表示
部９に入力することにより、使用中のガソリンに
おけるプレミアムとレギユラの混合比率を機関の
運転者に表示することができる。

第６図は表示部９の表示板の一例を示す。表示
板９は運転室内のメータパネルなどに設置され、
運転者に認識しやすいようにレギユラＲとプレミ
アムＰの文字表示とそれぞれ異なる色表示CP、
CRが施されている。

また、表示部９には電圧計または電流計が用い
られ、その指針９ａがピークホールド回路４１の
出力値、つまり、混合比率に対応するように調整
されている。

〔発明の効果〕

以上、説明した通り、この発明の内燃機関の点
火時期制御装置によれば、レギユラガソリンとプ
レミアムガソリンとを混合使用する場合、ノツク
センサにてノツクを発生を検出し、それをもとに
基準点火時期の変位量を演算することにより、レ
ギユラとプレミアムの混合ガソリンにおいてノツ
ク発生のない最適な点火時期に基準となる点火時
期特性を自動的に切り換えることが可能になると
いう効果がある。

さらに、点火時期変位量を記憶する記憶部の出
力値を表示することにより、使用中のガソリンに
おけるレギユラとプレミアムの混合比率を表示
し、機関の運転者に認識させることができ、これ
によつて運転者は車両の走行状態をガソリンの混
合状態即ちオクタン価との関連で判断することが
でき、運転上有利となる。

【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図は機関の回転数対点火時期特性図、第
３図はこの発明の内燃機関の点火時期制御装置の
一実施例を示すブロツク図、第４図は同上内燃機
関の点火時期制御装置におけるノツク判別部の動
作説明図、第５図は同上内燃機関の点火時期制御
装置における点火時期変位量決定部、記憶部およ
び点火時期移相器の動作説明図、第６図は同上内
燃機関の点火時期制御装置における表示部の表示
板の一例を示す図である。 １……ノツクセンサ、２……ノツク判別部、３
……点火時期変位量決定部、４……記憶部、５…
…基準点火信号発生器、６……点火時期移相器、
７……スイツチング回路、８……点火コイル、９
……表示部。

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
   出力から演算し、使用燃料のオクタン価に応じた
   値を出力するオクタン価判定手段、このオクタン
   価判定手段の出力を記憶する記憶手段、この記憶
   手段の出力に応じて機関の基準点火時期を変位さ
   せる基準点火時期変位手段、上記記憶手段の出力
   レベルを機関の運転者に表示する表示手段を備え
   たことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装
   置。