JPH01178771A - 内燃機関の点火時期制御装置 - 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〕 この発明は内燃機関の点火時期制御装置に係り、特に機
関運転状態により分割された運転領域を移行する際に夫
々の運転領域におけるノックセンサからの検出信号によ
って使用燃料を識別し、使用燃料に応じた点火時期の制
御を行い、ノッキングの発生を回避し、運転性の向上を
図る内燃機関の点火時期制御装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関にあっては、ノッキングによるピストンやバル
ブ等の破損を防止するために、さまざまな対策を設けて
いる。例えば、特開昭６２−１１８０６３号公報に開示
のものは、ノッキング発生時の点火時期の遅角補正量を
学習制御により更新して適正な学習遅角量を得て、適切
なノッキング制御を果たさんとするものである。また、
特開昭６１−１９’５４６５号公報に開示のものは、各
気筒毎にノッキング状態を判別し、各気筒毎に点火時期
を遅角制御部することにより、適切なノッキング制御を
果たさんとするものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、従来の内燃機関の点火時期制御装置において
は、市販のレギュラーガソリン（ＲＯＮ−９０〜９２）
に対応すべく設けられており、レギュラーガソリン使用
時にノッキングが発生した場合に、点火時期の遅角制御
を行うとともに、ノソキングが発生しない場合には、燃
料やエンジントルクを考慮したヘース点火時期制御を行
っている。

そして、市販のカッリンには、レギュラーガソリンとと
もに無鉛ハイオクガソリンが使用され、現在はオクタン
価の高い無鉛ハイオクカッリン（ＲＯＮ＝９８〜］００
）が普及している。

しかし、夫々の市販のガソリンにおいて、オクタン価か
異なることにより、個々のオクタン価に対してノッキン
グ発生の回避と出力性能の向上とを両立させることか困
難であるという不都合がある。

つまり、例えばオクタン価の高い無鉛ハイオクガソリン
仕様の内燃機関において、オクタン価の低いレギュラー
ガソリンを誤給油した際には、ノッキングの発生時に従
来の点火時期の遅角制御を行っても、ノッキングの発生
を回避できないという不都合がある。

〔発明の目的〕 そこでこの発明の目的は、上述不都合を除去するだめに
、ノッキングの発生状態を検出するノノクセンザを設り
、機関運転状態により複数に運転領域を分割し機関運転
状態が一方の運転領域から他方の運転領域に移行した場
合に夫々の運転領域における前記ノノクセンザからの検
出信号を入力し使用燃料を識別して適正に点火時期を制
御する制御部を設けたことにより、一方の運転領域から
他方の運転領域に移行した場合にも使用燃料を正確に識
別し、使用燃料に合致した点火時期の制御を行うことか
でき、ツノキンクの発生を回避し得て、運転性を向上し
得る内燃機関の点火時期制御装置を実現するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するためにこの発明は、機関運転状態信
号を入力し点火時期を制御する内燃機関の点火時期制御
装置において、ツノ４−ングの発生状態を検出するノノ
クセンザを設け、機関運転状態により複数に運転領域を
分割し機関運転状態が一方の運転領域から他方の運転領
域に移行した場合に夫々の運転領域における前記ノンク
センザからの検出信号を入力し使用燃料を識別して適正
に点火時期を制御する制御部を設けたことを特徴とする
。

〔作用〕

上述の如く構成したことにより、機関運転状態により分
割された運転領域を移行する場合には、夫々の運転領域
におけるノンクセンサからの検出信号を入力して使用燃
料を識別し、使用燃料が識別された際には、使用燃料に
応じて制御部により点火時期を制御し、ノッキングの発
生を回避でき、運転性を向上させている。

〔実施例〕

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する
。

第１〜４図はこの発明の第１実施例を示すものである。

第１図において、２は無鉛ハイオクガソリン仕様に設定
されたエンジン、４はコンプレ・ノザ６と排気タービン
８とにより構成された過給機、１０は吸気通路、１２は
排気通路である。過給機４のコンプレアザ６上流側の第
１吸気通路１０−１にエアクリーナ】４が設けられ、ま
たコンプレノザ６下流側の第２吸気通路１０−２には吸
気絞り弁１６を備えたスロソＩ・ルホデイ１８に形成し
た第３吸気通路１０−３が連通している。このスロット
ルボディ１８にはサージタンク２０が連設され、このサ
ージタンク２０内は吸気マニホルド２２に形成した第４
吸気通路１０−４に連通している。この第４吸気通路１
０−４下流側の吸気ボー　１−２４は、吸気弁２６を介
して前記エンジン２の燃焼室２８に連通している。また
、この燃焼室２８は、排気弁３０を介して第１排気通路
１２−１に連通している。更に、第１排気通路１２−１
下流側に前記過給機４の排気タービン８が設けられ、こ
の排気タービン８下流側には第２排気通路１２−２が連
通している。

前記エンジン２の」二部には、第１吸気通路１０−１お
よび第４吸気通路１０−４に夫々連通ずるブローハイガ
ス通路３２が連絡している。

また、前記吸気マニホルド２２には、前記吸気ボート２
４側に臨む第１燃料噴射弁３４−１が装着されるととも
に、前記サージタンク２０内乙こνｎむコールトスフー
トインジェクタたる第２燃料噴躬弁３４−２が装着され
ている。これら第１、第２燃料噴射弁３４−１．３４−
２には、燃料ポンプ３６の駆動により燃料供給管３８に
導かれて燃料タンク４０内の燃料が圧送される。前記燃
料供給管３８途中には、燃料フィルタ４２が介設されて
いる。また、この燃料供給管３８途中に圧力調整用通路
４４の一端側か連通ずるとともに、この圧力調整用通路
４４の他端側か燃料タンク４０の燃料中に開口している
。この圧力調整用通路４４には、前記第１、第２燃料噴
射弁３４−１．３４−２に作用する燃料の圧力を調整す
る燃料圧力調整器４６が介設されている。

また、前記燃料タンク４０と前記スロットルボディ１８
の吸気絞り弁１６下流側の第３吸気通路とは、キャニス
タ４８を介設した蒸発燃料用通路５０によって連通して
いる。燃料クンク４０とキャニスタ４８とを連通ずる第
１藤発燃料用通路５０−１に２ウエイバルブ５２が介設
され、キャニスタ゛４８と第３吸気通路１０−３とを連
通ずる第２蒸発燃料用通路５０−２には１ウエイバルブ
５４が介設されている。

更に、前記吸気絞り弁１６下流側の第３吸気通路１０−
３とサージタンク２０内とはアイドルアンプ通路５６に
より連通され、このアイドルアンプ通路５６には始動時
や高温時および電気負荷の増大によりアイドルアップが
必要な時に、このアイドルアップ通路５６を開成し空気
量を増加してアイドル回転数を高（する電気式制御弁５
８が設りられている。

前記吸気絞り弁１６下流側の第３吸気通路１０−３には
、点火機構６０のデイストリビュークロ２に連設された
バキュームコントローラ６４に圧力を導入すべく点火側
圧力導入通路６６が開口されている。

また、前記吸気マニホルド２２の第４吸気通路１０−４
には、第１排気通路１２−１に連通しＥＧＲ機構６８を
構成するＥＧＲ通路７０が開口している。このＥＧＲ通
路７０は、第４吸気通路１０−４へのＥＧＲ量を調整す
るエンジン２の補機の−であるＥＧＲバルブ７２により
開閉制御されるものである。

前記吸気マニホルド２２には、冷却水通路７４内の冷却
水温度を検出する水温センサ７６が付設され、前記エン
ジン２にはノッキングの発生状態を検出するノックセン
サ７８が付設される。

更に、前記スロットルボディ１８の吸気絞り弁１６には
、この吸気絞り弁１６の開度状態を検出するスロットル
センサ８０が連絡している。

また、前記第１、第２燃料噴射弁３４−１．３４−２と
燃料ポンプ３６と電気式制御弁５８と水温センサ７６と
スロットルセンサ８０とイグニションコイル８２とは、
制御部８４に連絡している。また、この制御部８４には
、ヒユーズ８６およびスイッチ８８を介してハソテリ９
０が連絡している。

更にまた、前記点火機構６０のデイストリビュータロ２
とノックセンサ７８とイグニションコイル８２とは、ノ
ックコントローラ９２に連絡している。

前記制御部８４は、機関運転状態により複数に運転領域
を分割し機関運転状態が一方の運転領域から他方の運転
領域に移行した場合に夫々の運転領域における前記ノッ
クセンサ７８からの検出信号を入力し使用燃料を識別し
て適正に点火時期を制御すべく構成される。

つまり、第２図に示す如く、エンジン回転数と吸気圧や
吸入空気量、あるいはスロソＩ・ル開度からなるエンジ
ン負荷とにより複数、例えば低負荷領域Ａと高負荷領域
Ｂとの２箇所に運転領域を２次元的に分割する。

また、これらの領域Ａ、、Ｂ毎に前記ノックセンサ７８
からのノッキング発生の検出信号を入力し、ノッキング
が検出された際には異常ノッキング状態を判断し、異常
ノッキング状態時には前記ノックセンサ７８からの検出
信号を入力する。つまり、低負荷領域Ａにおいては、所
定のＴ　ｋｎｏｃｋ秒間にノックセンサ出力電圧ＶＡ　
　（Ｖ）以上のノック信号をカウントし、回数ＮＡを検
出信号として入力する。また、高負荷領域Ｂにおいては
、所定のＴｋｎｏｃｋ秒間にノッキング出力電圧Ｖｅ　
　（Ｖ）以上のノック信号をカウントシ、回数ＮＢを検
出信号として入力する。

そして、前記ノソクセンザ７８からの検出信号ＮＡ、Ｎ
ｉ１を異常ノックのカウントメモリ用検出信号として入
力し、 Ｎ　Ａ　＋Ｎ　ｅ　＞Ｎｋｎｏｃｋ の不等式により例えば無鉛ハイオクガソリン仕様に設定
されたエンジン２の使用燃料が識別される。

この識別によりレギュラーガソリンに対応さゼるべく適
正に点火時期を制御する。

すなわち、点火時期を一律に遅角する方策や領域によっ
て異なる遅角量により遅角する方策、あるいはレギュラ
ーガソリン用点火時期マツプにより遅角する方策によっ
て点火時期を制御する。

また、上述の不等式 ％式％ により無鉛ハイオクガソリン仕様に設定されたエンジン
２の使用燃料が無鉛ハイオクガソリンであると識別され
た際には、エンジン２における通常の点火時期制御を行
うものである。

なお符号９４は０２センザ、９６は前記制御部８４に接
続される自動変速用コントローラ、９８は吸気温センサ
である。

次に、第４図の点火時期制御用フローチャートに沿って
作用を説明する。

先ず、点火時期制御用フローチャートのプログラムをス
タートさせ（１００）　、エンジン回転数Ｎｅあるいは
吸入空気量Ｑａや点火時期θや遅角量Δθ、そして吸気
圧Ｐｂの運転条件を入力し　。

（１０２）　、入力された運転条件によって運転領域の
設定を行う（１，０４，）。つまり、低負荷領域Ａと高
負荷領域Ｂとの２箇所に運転領域を２次元的に分割する
。

そして、運転条件によって運転領域の判定を行い（１０
６）　、前記制御部８４にノンクセンザ７８からのノッ
キング強度（ノッキング出力電圧）あるいはノッキング
発生の判定回数の検出信号を入力させ、ノッキングの発
生の検出、つまりノソり検出を行う（１０８）。

次にノソクセンザ７８からの検出信号によりノッキング
の発生状況の判定、つまりノッキングの発生状況が異常
か否かの判断（１ｉ　ｏ）を行い、ＹＥＳの場合には無
鉛ハイオクガソリン仕様に設定されたエンジン２の使用
燃料がレギュラーガソリンであると識別され、領域Ａ、
、Ｂ毎に前記ノソクセンザ７８からのＮＡ、ＮＢを異常
ノックのカウントメモリ用検出信号として入力し、ＮＡ
　十ＮＢを行う　（１１２）。

次に不等式 ％式％ によってＮＡ　＋Ｎ日がＮ　ｋｎｏｃｋ未満が否かの判
断を行い（１１４）　、ＹＥＳの場合にはレギュラーガ
ソリンに対応させるべく所定の方策によって異常ノック
制御を行い（１１６）　、点火時期制御用フローチャー
トのプログラムをエンドさせる（１１８）。

また、上述の判断（１１０）がＮＯの場合には、無鉛ハ
イオクガソリン仕様に設定されたエンジン２の使用燃料
が無鉛ハイオクガソリンであると識別され、無鉛ハイオ
クガソリン仕様に設定されたエンジン２における通常の
点火時期制御を行い（１２０）、点火時期制御用フロー
チャートのプログラムをエンドさせる（１１８）。

更に、」二連の不等式による判断（１，１４）がＮＯの
場合には、無鉛ハイオクガソリン仕様に設定されたエン
ジン２における通常の点火時期制御を行い（１２０）、
点火時期制御用フローチャートのプログラムをエンドさ
せる（１１８）。

これにより、機関運転状態のエンジン回転数とエンジン
負荷とにより２次元的に分割された低負荷領域へと高負
荷領域Ｂとの一方の運転領域から他方の運転領域に機関
運転状態が移行した場合に、夫々の運転領域Ａ、Ｂにお
ける前記ノックセンサ７８からの検出信号ＮＡ＝　Ｎｅ
を異常ノックのカウントメモリ用検出信号として入力し
、ＮＡ　＋ＮＢ　＞Ｎｋｎｏｃｋ の不等式により無鉛ハイオクガソリンとレギュラーガソ
リンとの使用燃料を確実に識別でき、経年］　４ 変化による使用燃料の誤識別を防止し得て、実用上有利
である。

また、前記制御部８４に点火時期θや遅角量Δθ、吸入
空気量Ｑａ、吸気圧ｐｂ、そしてエンジン回転数Ｎｅの
運転条件を入力させることにより、オクタン価の違いに
よるノッキングの発生を回避できるのみでなく、冷却水
の過熱や希薄燃料等のエンジン自体の異常によるノッキ
ングの発生をも回避でき、使い勝手を向上し得るもので
ある。

更に、無鉛ハイオクガソリン仕様に設定されたエンジン
２においては、オクタン価の異なるレギュラーガソリン
を給油した際に使用燃料を確実に識別できることにより
、識別後のノッキングの発生を回避する点火時期制御を
速やかに行い得て、最適な走行性を維持することができ
、運転性を向上し得るものである。

第５図はこの発明の第２実施例を示すものである。この
第２実施例において上述第１実施例と同一機能を果す箇
所には同一符号を付して説明する。

この第２実施例の特徴とするところば、機関運転状態の
エンジン回転数とエンジン負荷とスロットル開度変化速
度（ｍＶ／ｍｓ）とによって運転領域を３次元的に分割
した点にある。

すなわち、第５図に示す如く、第１実施例においてエン
ジン回転数とエンジン負荷とによって運転領域を２次元
的に低負荷領域Ａと高負荷領域Ｂとに分割する。そして
、低負荷領域Ａと高負荷領域Ｂとに分割した後に、これ
ら低負荷領域Ａと高負荷領域Ｂとを、単位時間あたりの
スロットルの変化率、つまり加速時の強さを表すスロッ
トル開度変化速度（ｍＶ／ｍｓ）によって設定し、加速
状態を加味すべく運転領域を３次元的に分割したもので
ある。

さすれば、機関運転状態のエンジン回転数とエンジン負
荷とスロットル開度変化速度（ｍＶ／ｍｓ）とにより３
次元的に分割された低負荷領域Ａと高負荷領域Ｂとの一
方の運転領域から他方の運転領域に機関運転状態が移行
した場合に、移行時のスロットル開度変化速度（ｍＶ／
ｍｓ）　、つまり加速状態を加味しつつ、夫々の運転領
域Ａ、Ｂにおける前記ノンクセンサ７８からの検出信号
ＮＡ、ＮＢを異常ノックのカウントメモリ用検出信号と
して入力し、無鉛ハイオクガソリンとレギュラーガソリ
ンとの使用燃料を確実に識別でき、経年変化による使用
燃料の誤識別を防止し得て、実用上有利である。

また、前記制御部８４にエンジン回転数Ｎｅあるいはそ
の他の運転条件を入力させることにより、オクタン価の
違いによるノッキングの発生を回避できるのみでなく、
冷却水の過熱や希薄燃料等のエンジン自体の異常による
ノッキングの発生をも回避でき、使い勝手を向上し得る
ものである。

更に、無鉛ハイオクガソリン仕様に設定されたエンジン
２においては、オクタン価の異なるレギュラーガソリン
を給油した際に使用燃料を確実に識別できることにより
、加速状態を加味した識別後のノッキングの発生を回避
する点火時期制御を速やかに行い得て、最適な走行性を
維持することができ、運転性を向上し得るものである。

なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく
、種々の応用改変が可能である。

例えば、この発明の第１実施例に示す如く、機関運転状
態を低負荷領域Ａと高負荷領域Ｂとに２次元的に分割し
、低負荷領域Ａの運転時に所定のＴ　ｋｎｏｃｋ秒間に
ノックセンサ出力電圧ＶＡ　　（Ｖ）以上のノック信号
をＮＡ回検出した場合に、レギュラーガソリンと判定す
るとともに、高負荷領域Ｂの運転時には所定のＴ　ｋｎ
ｏｃｋ秒間にノックセンサ出力電圧Ｖｅ　　（Ｖ）以上
のノック信号をＮ８回検出した場合に、レギュラーガソ
リンと判定する構成とすることも可能である。

また、この発明の第１実施例に示す如く、機関運転状態
を低負荷領域Ａと高負荷領域Ｂとに２次元的に分割し、
低負荷領域Ａの運転時にのみ所定のＴ　ｋｎｏｃｋ秒間
にノックセンサ出力電圧ＶＡ　　（Ｖ）以上のノック信
号をＮＡ回検出した場合に、レギュラーガソリンと判定
する構成とすることも可能である。

更に、この発明の第１実施例に示す如く、機関運転状態
を低負荷領域Ａと高負荷領域Ｂとに２次元的に分割し、
これらの低負荷領域Ａと高負荷領域Ｂとにおいて、ノッ
クコントロールによる遅角量θＲＥＴが所定の遅角量θ
ｋｎｏｃｋ以上で且つ所定のＴｋｎｏｃｋ秒間以上連続
した場合に、レギュラーガソリンと判定する構成とする
ことも可能である。

更にまた、この発明の第１、第２実施例に示す如く、機
関運転状態を低負荷領域へと高負荷領域Ｂと乙こ２次元
あるいは３次元的ムこ分割せず、前運転領域においてノ
ックセンサ出ノｊ電圧ＶＡ　　（Ｖ）やノックキングの
発生信号の回数ＮＡ、あるいは所定の遅角量θｋｎｏｃ
ｋによってレギュラーガソリンと判定する構成とするこ
とも可能である。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した如くこの発明によれば、ノッキング
の発生状態を検出するノックセンサを設け、機関運転状
態により複数に運転領域を分割し機関運転状態が一方の
運転領域から他方の運転領域に移行した場合に夫々の運
転領域における前記ノックセンサからの検出信号を入力
し使用燃料を識別して適正に点火時期を制御する制御部
を設けたので、一方の運転領域から他方の運転領域に移
行した場合に使用燃料を正確に識別でき、経年変化によ
る使用燃料の誤識別を防止し得て、実用上有利である。

また、前記制御部に種々の運転条件を入力さゼることに
より、オクタン価の違いによるノッキングの発生を回避
できるのみでなく、冷却水の過熱や希薄燃料等のエンジ
ン自体の異常によるノッキングの発生をも回避し得て、
使い勝手を向」ニジ得るものである。更に、オクタン価
の異なる燃料を給油した際に使用燃料を確実に識別でき
ることにより、識別後のノッキングの発生を回避すべく
点火時期制御を速やかに行い得て、運転性を向上し得る
。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの発明の第１実施例を示し、第１図は内
燃機関の点火時期制御装置の概略図、第２図はエンジン
回転数とエンジン負荷とによって示される運転領域の２
次元的な分割状態を示す図、第３図はノックセンサから
の検出信号を示す図、第４図は内燃機関の点火時期制御
装置の点火時期制御用フローチャートである。 第５図はこの発明の第２実施例を示すエンジン回転数と
エンジン負荷とスロットル開度変化速度とによって示さ
れる運転領域の３次元的な分割状態を示す図である。 図において、２はエンジン、４ば過給機、１０は吸気通
路、１２は排気通路、１６は吸気絞り弁、２６は吸気弁
、２８は燃焼室、３０は排気弁、３４−１は第１燃料噴
射弁、３４−２は第２燃料噴射弁、３６は燃料ポンプ、
４０は燃料タンク、４６ば燃料圧力調整器、５８は電気
式制御弁、６０ば点火機構、６２はディストリビュータ
、６８ばＥＧＲ機構、７６ば水温センサ、７８はノック
センサ、８２はイグニションコイル、８４ば制御部、９
０はハソテリ、９２はノックコントローラである。 特　許　出願人　　　鉛末自動車工業　株式会社代理人
　弁理士　　　西　　郷　　義　　美第２図 第３図 第４図 ＴＡＲＴ 」Ｉ広引咋入力 Ｎｅ　Ｖｓ、　Ｑａ θ °２８ 塑１城設℃ Ａ、Ｂ 領域判）起 ノック末ヒ土 莢牢ノック　　　Ｎｏ ＹＥＳ　　　　　　　ｆ２ 原褌ドノソクカワ〉トメそり へ辱ｍ　　ＮＡ Ｂぐ貞〉醍　　ＮＢ 四ロコガ Ｎ。 ＹＥＳ　　　　　１１６ 胃４やノック５））１がｐ　　　　　　凱ツ佇ノ、７２
制翁９Ｃ罹だ１１８ 手続補正盲動式） 昭和６３年　３月　１日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 特願昭６２−３３３９１８号 ２、発明の名称 内燃機関の点火時期制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　静岡県浜名郡可美村高塚３００番地名　称　
　（２０８）鈴木自動車工業株式会社代表者　鈴　木　
　修 ４、代　理　人　〒１０１　　ｋ　　０３−２９２−４
４１１　　（代表）住　所　　東京都千代田区神田小川
町２丁目８番西郷特許ビル 氏名　（８００５）弁理士西多Ｉ！β義美５、補正命令
の日イ」　　自発 ６、補正の対象

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関運転状態信号を入力し点火時期を制御する内燃機関
   の点火時期制御装置において、ノッキングの発生状態を
   検出するノックセンサを設け、機関運転状態により複数
   に運転領域を分割し機関運転状態が一方の運転領域から
   他方の運転領域に移行した場合に夫々の運転領域におけ
   る前記ノックセンサからの検出信号を入力し使用燃料を
   識別して適正に点火時期を制御する制御部を設けたこと
   を特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。