JPH0718393B2 - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

内燃機関の点火時期制御装置

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JPH0718393B2
JPH0718393B2 JP58188096A JP18809683A JPH0718393B2 JP H0718393 B2 JPH0718393 B2 JP H0718393B2 JP 58188096 A JP58188096 A JP 58188096A JP 18809683 A JP18809683 A JP 18809683A JP H0718393 B2 JPH0718393 B2 JP H0718393B2
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    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本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。
〔従来技術〕
一般に、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。即
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。従つ
て、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て出力軸トルクを向上することが
可能になる。
又、第2図は第1図における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
は回転数に対してほぼ一定の値を示す。従つて、このよ
うな特性を有する内燃機関においては、レギユラガソリ
ンからプレミアムガソリンに転換する場合、点火時期を
所定の角度進角すれば機関の出力を向上することが可能
になる。
ところが、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
かの方法により点火時期を進角側に再設定しなければな
らなかつた。又、再設定した場合には、始動時やその他
の運転領域において進角側への設定が不都合なことも起
つた。
〔発明の概要〕
本発明は上記の点を考慮して成されたものであり、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がレギユラガソリンであるかプレミ
アムガソリンであるかを判定し、この判定結果により点
火時期を進角側あるいは遅角側に設定することにより出
力向上が可能であるとともに、所定の運転領域において
は上記判定結果にかかわらず一方の点火時期特性に固定
することにより不都合を生じない内燃機関の点火時期制
御装置を提供することを目的とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。第3図
において、1は機関に取付けられ、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22およ
び比較器23により構成される。バンドパルフイルタ21の
入力はノツクセンサ1に接続され、出力は比較器23の一
方の比較入力およ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の他方の比
較入力に接続される。3はノツク判別部2の出力から演
算し、点火時期切換の要否を判定する点火時期切換判定
部であり、パルス発生器31、計数器32およびタイマ33に
より構成される。パルス発生器31の入力は比較器23の出
力に接続されパルス発生器31の出力は計数器32の計数入
力に接続される。また、タイマ33は計数器32のリセツト
入力に接続される。4は点火時期切換判定部3の出力
(計数器32の出力)のモードを記憶する記憶部であり、
フリツプフロツプ41とリセツト回路42から構成される。
フリツプフロツプ41のセツト入力は計数器32の出力に、
リセツト入力はリセツト回路42に夫々接続される。9は
切換回路であり、記憶部4および機関の運転状態を検出
するセンサ群10を論理入力に接続している。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の出力信号を切換
回路9の出力のモードによつて所定の角度移相する点火
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。
次に上記装置の動作について説明する。第4図はノツク
センサ1およびノツク判定部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付けられ、機
関の機械的振動を電気信号に変化し、第4図(a)に示
すような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押圧
し、第4図(b)のイに示すようなS/N比の良好な信号
を出力する。ノイズレベル検出器22は例えば半波整流
器、平均化回路および増幅器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た後、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の出力信号イとノイズレベル検出
器22の出力信号ロとを比較し、ノツクが発生しない場合
(第4図C部)には出力信号イが出力信号ロを越えない
ため何も出力せず、ノツクが発生した場合(第4図D
部)には出力信号イが出力信号ロを越えるため第4図
(c)に示すようにパルス列を出力する。従つて、比較
器23の出力からのパルス列の出力有無によりノツク発生
の判別ができる。
第5図は点火時期切換判定部3の各部の動作を示す。パ
ルス発生器31は比較器23の出力するパルス列(第5図
(c))に対し、第5図(d)のようにパルスを出力す
る。即ち、パルス発生器31は1回のノツク発生に対して
1パルスを出力する。この出力パルスは計数器32により
計数され、その計数内容は第5図(e)に示される。タ
イマ33は第5図(f)に示すように所定の時間ごとにパ
ルスを出力し、このパルスにより計数器32の計数値を零
にリセツトする。又、計数器32の出力は第5図(g)に
示すように計数値が所定値(第5図の場合には計数値
3)以上になると高レベルになる。従つて、点火時期切
換判定部3は所定時間内に所定数のノツクが発生した場
合に高レベルの信号を出力する。こうして、ノツクの発
生率を演算し、その結果により点火時期切換の要否判定
を行うものである。
第6図は記憶部4、切換回路9および点火時期移相器6
の動作を示す。第6図(g)は計数器32の出力即ち点火
時期切換の判定結果を示す。この出力が高レベルと低レ
ベルを繰り返しているのは、タイマ33により計数器32リ
セツトされるためである。リセツト回路42は第6図
(h)に示すように機関の始動時に高レベルのパルスを
出力する。又、フリツプフロツプ41は第6図(i)に示
すように計数器32の出力が高レベル時にセツト(フリツ
プフロツプ41の出力が高レベルになる。)され、リセツ
ト回路42の出力が高レベル時にリセツトされる。従つ
て、フリツプフロツプ41は機関の始動時にリセツト回路
42によりリセツトされ、出力が低レベルになる。即ち、
点火時期を切り換えないモード(進角モード)になる。
そして、計数器32の出力が高レベルを出力すると、フリ
ツプフロツプ41の出力は高レベルに切り換わり、点火時
期を切り換えるモード(遅角モード)になる。それ以降
は機関が停止するまで遅角モードが保持される。又、当
然のことながら、計数器32の出力が機関の始動以降高レ
ベルを出力しない場合は、フリツプフロツプ41の出力は
低レベル(進角モード)のままである。
又、切換回路9はフリツプフロツプ41の出力とセンサ群
10の出力との論理演算により、所定の運転領域ではフリ
ツプフロツプ41の出力モードに拘らず遅角側あるいは進
角側の点火時期に固定し、所定の運転領域外ではフリツ
プフロツプ41の出力モードにより点火時期を定める。セ
ンサ群10としては、例えば回転速度センサ、吸気圧セン
サ、水温センサ等がある。第7図に切換回路9およびセ
ンサ群10の一例を示す。91はアンドゲート、92,93はオ
アゲートで、これらにより切換回路9を構成する。又、
センサ群10は回転速度センサ101と吸気圧センサ102によ
り構成される。アンドゲート91の一方の入力はフリツプ
フロツプ41の出力に、他方の入力はオアゲート92の出力
に夫々接続される。オアゲート92の一方の入力は吸気圧
センサ102に、他方の入力は回転速度センサ101に夫々接
続される。オアゲート93の入力は一方がアンドゲート91
の出力に、他方が回転速度センサ101に接続され、オア
ゲート93の出力は点火時期移相器6の制御入力に接続さ
れる。ここで、回転速度センサ101は始動時の低回転時
には高レベルの電圧を出力し、始動時以外の高回転時に
は低レベルの電圧を出力する。又、吸気圧センサ102は
軽負荷時の負圧が高い時には低レベルの電圧を出力し、
機関が高負荷時には高レベルの電圧を出力する。
いま、機関が始動の状態にある場合、回転速度センサ10
1の出力が高レベルであるため、切換回路9の出力即ち
オアゲート93の出力は高レベルになり、遅角モードにな
る。これは、機関の始動時は進角モードにすると機関の
始動ノツクが生じ易いため遅角モードにするのが望まし
いからである。又、機関が軽負荷運転状態あるいはアイ
ドリング状態にある場合、吸気圧センサ102の出力は低
レベルとなり、回転速度センサ101の出力も低レベルで
あるためオアゲート92の出力が低レベルになり、フリツ
プフロツプ41の出力モードに拘らず、アンドゲート91の
出力は低レベルになる。このため、オアゲート93の両入
力は低レベルとなり、出力も低レベルすなわち進角モー
ドになる。これは、機関の軽負荷時はノツクが発生しな
いため、点火時期を進角側に設定するのが機関の出力向
上の点において望ましいからである。次に、機関が始動
時以外の高回転でしかも高負荷運転状態にある場合に
は、回転速度センサ101の出力が低レベルで吸気圧セン
サ102の出力が高レベルであるため、オアゲート92の出
力は高レベルとなり、アンドゲート91の出力およびオア
ゲート93の出力にはフリツプフロツプ41の出力モードが
現われる。
このように、機関の始動時や軽負荷時には、フリツプフ
ロツプ41の出力モードに拘らず遅角あるいは進角側に点
火時期の制御モードを固定することができる。第6図
(j)は切換回路9の出力モードを示す。高レベルが遅
角モード、低レベルが進角モードである。
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。周知技術であ
るので詳細な説明は省略する。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、点火すべき時期
を示す信号を出力するものであり、例えばデイストリピ
ユータに内蔵されている点火信号発生器をいう。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6図(k)のようになり、点火時期移相
器6に入力される。そして、切換回路9の出力が点火時
期移相器6の制御電圧入力に入力され、切換回路9の出
力モードに応じて基準点火時期信号発生器5の出力信号
が移相される。点火時期移相器6の出力信号を第6図
(l)に示す。いま、切換回路9の出力が低レベル(進
角モード)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、実際の点火における点火
時期特性は第2図のB特性のままである。また、機関の
運転状態が始動時以外の高回転で高負荷状態にあつて、
しかも機関にノツクが発生して点火時期切換判定部3が
切換要と判定し、切換回路9の出力が高レベル(遅角モ
ード)に切換ついた場合、点火時期移相器6は第6図
(l)に示すように基準点火時期信号発生器5の出力信
号を所定の角度だけ遅角移相する。このため、実際の点
火における点火時期特性は第2図のA特性のようにな
る。
従つて、プレミアムガソリンを使用した場合、第2図の
Bに示す点火時期特性においてはノツクが発生しないた
め点火時期が切換わらず、B特性のままである。又、レ
ギユラガソリンを使用した場合には、B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、機関の運転状態が始動時以外の高回転で高
負荷状態にある場合には、ノツク判別部2、点火時期切
換判定部3、記憶部4、切換回路9および点火時期移相
器6によつて、ノツクが検出されるとともに点火時期が
遅角移相され、レギユラガソリン使用時においてもノツ
ク発生のない第2図のAの点火時期特性に点火時期が固
定される。又、始動時には遅角側の点火時期に、アイド
ルや軽負荷時には進角側の点火時期に固定される。
〔発明の効果〕
以上のように本発明においては、ノツクセンサでノツク
発生の有無を検出するとともにこの検出に従つて点火時
期を切換えるようにしており、レギユラガソリンとプレ
ミアムガソリンを転換使用する場合、ノツク発生の有無
の検出によりレギユラガソリンかプレミアムガソリンか
を判定することができ、その判定結果により点火時期を
レギユラガソリン用あるいはプレミアムガソリン用に自
動的に切り換えることができ、ノツクが発生しない範囲
内で機関の出力を向上することができる。
又、ノックの発生率を演算し該発生率が所定値に達する
と点火時期の切換を行っており、ノツク発生の誤検出に
よる不適切な点火時期への切換を防止できる。さらに所
定の運転領域においては点火時期を進角側あるいは遅角
側に固定することができ、機関にとつて望ましい点火時
期が得られ、性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は機関の出力軸トルク特性図、第2図は機関の点
火時期特性図、第3図は本発明に係る装置のブロツク構
成図、第4図〜第6図は本発明に係る装置の各部の動作
説明図、第7図は本発明に係る切換回路およびセンサ群
の構成図である。 1……ノツクセンサ、2……ノツク判別部、3……点火
時期切換判定部、4……記憶部、5……基準点火時期信
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……切換回路、10……セン
サ群。 尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02P 5/15 E

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関のノックを検出するノックセンサ
    (1)と、 このノックセンサ(1)の検出信号に基づいてノック発
    生の有無を判別するノック判別手段(2)と、 このノック判別手段(2)の判別出力に基づいてノック
    発生率を演算し、このノック発生率により、使用ガソリ
    ンのオクタン価に応じて進角側に設定された点火時期特
    性(B)と遅角側に設定された点火時期特性(A)との
    いずれを選択するかを判定する点火時期切換判定手段
    (3)と、 この点火時期切換判定手段(3)の判定結果を記憶する
    記憶手段(4)と、 この記憶手段(4)に記憶された判定結果に基づいて内
    燃機関の点火時期特性を移相する点火時期移相手段
    (6)とを備えた内燃機関の点火時期制御装置におい
    て、 上記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
    (10)と、 所定の運転状態では前記判定結果にかかわらず前記2つ
    の点火時期特性のうち予め定められた一方を選択する点
    火時期切換手段(9)とを有し、 前記運転状態検出手段(10)の出力に基づき、少なくと
    も機関が軽負荷運転状態あるいはアイドリング運転状態
    にあるときは上記進角側に設定された点火時期特性
    (B)を選択することを特徴とする内燃機関の点火時期
    制御装置。
JP58188096A 1983-10-04 1983-10-04 内燃機関の点火時期制御装置 Expired - Lifetime JPH0718393B2 (ja)

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