JPH045824B2 - - 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
るものである。

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が提案され
た。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、初期動作時に遅角側設定
しても燃料のオクタン価に対応した基準点火時期
の切替え制御を可能にしようとするものである。

〔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、機関の振動から
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
するノツス判別部であり、バンドパスフイルタ２
１、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２３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４
３，４４、運転領域判定器４５、フリツプフロツ
プ４６、初期化回路４７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４
３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
間制御器７の出力に接続され、出力がアンドゲー
ト４３，４４のもう一方の入力に接続される。フ
リツプフロツプ４６はセツト入力がアンドゲート
４３の出力に接続され、リセツト入力がアンド
ゲート４４の出力に接続される。また、フリツ
プフロツプ４６には出力を高レベルに初期化する
プリセツト入力があり、その入力は初期化回路４
７の出力に接続される。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４６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
図の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２２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）を越えるため、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
点火信号を周波数一電圧変換することによる機関
の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
る使用の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からは高
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からは高レベルの信号が出力される。

そして、フリツプフロツプ４６はアンドゲート
４３の出力が高レベル時にセツト（フリツプフ
ロツプ４６の出力が高レベルになる）され、アン
ドゲート４４の出力が高レベル時にリセツトさ
れる。初期化回路４７は例えば機関の始動時に高
レベルのパルスを出力するものであり、パルス出
力によつてフリツプフロツプ４６の出力を遅角側
（高レベル）に設定する。

第４図ｈに初期化回路４７の出力パルスを示
し、第４図ｉにフリツプフロツプ４６の出力動作
を示す。まず、機関の始動時にフリツプフロツプ
４６は初期化回路４７により出力を高レベルに設
定される。つまり、遅角側の切換モード（レギユ
ラガソリンモード）になる。ここで、仮に進角側
の切換モード（プレミアムガソリンモード）に初
期設定され、使用ガソリンがレギユラガソリンで
ある場合には、レギユラガソリンのノツク限界点
の点火時期に対し、初期設定されたプレミアムガ
ソリン用の基準点火時期が大きく進角側にあるた
め、過大なノツクを誘発し、遅角制御電圧発生器
３の出力する遅角制御電圧により直ちにノツク発
生を抑制することは困難になる。

しかし、本発明においては初期化回路４７によ
り遅角側の切換モードに初期設定されるため、レ
ギユラガソリン使用時においても、遅角制御電圧
発生器３の出力する遅角制御電圧により充分速く
ノツク発生を抑制することができる。また、プレ
ミアムガソリン使用時には判定する運転領域内で
遅角制御電圧がv₂以下になるため、アンドゲート
４４が第４図ｇのように高レベルを出力し、フ
リツプフロツプ４６の出力を第４図ｉのように低
レベル（プレミアムガソリンモード）に反転させ
る。そして、その後万一機関の停止以前に使用ガ
ソリンがレギユラガソリンに切換えられた場合に
は、遅角制御電圧がv₁以上になるため、アンドゲ
ート４３が第４図ｆのように高レベルを出力
し、フリツプフロツプ４６の出力を第４図ｉのよ
うに高レベル（レギユラガソリンモード）に反転
させる。従つて、基準点火時期切換判定部４はレ
ギユラガソリンとプレミアムガソリンのどちらの
使用時にも過大なノツク発生を誘発させることな
く基準点火時期を使用ガソリンの種類に応じたモ
ードに設定する。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４６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、ガソリンの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、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。

【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)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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、進角側設定と遅角側設定の
   機関の基準点火時期の切替要否判定を行うべき機
   関の所定の運転領域を決定する運転領域判定手
   段、進角側基準点火時期による機関の運転時に上
   記運転領域判定手段によつて決定された機関の所
   定の運転領域で上記ノツク判別手段の出力に基づ
   き遅角側基準点火時期への切替の要否を判定する
   第１の切替要否判定手段、遅角側基準点火時期に
   よる機関の運転時に上記運転領域判定手段によつ
   て決定された機関の所定の運転領域で上記ノツク
   判別手段の出力に基づき進角側基準点火時期への
   切替の要否を判定する第２の切替要否判定手段、
   及び上記第１、第２の切替要否判定手段の切替要
   の判定出力に従つて基準点火時期を遅角側あるい
   は進角側に切替える点火時期切替手段を備えた内
   燃機関の点火時期制御装置。 ２ 点火時期切替手段は基準点火時期の切替を遅
   角側に初期化する初期化手段を含んでいる。特許
   請求の範囲第１項記載の内燃機関の点火時期制御
   装置。