JPH044467B2

JPH044467B2 -

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Publication number: JPH044467B2
Application number: JP58213822A
Authority: JP
Priority date: 1983-11-14
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1992-01-28
Also published as: JPS60104776A

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。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率に応じ
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。

〔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はなかつ
た。

〔発明の概要〕

本発明は上記の点に関してなされたものであ
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
調節することを目的とするものである。

〔発明の実施例〕第８図にこの発明の第１の実施例を示す。第８
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の一
方の比較入力及びノイズレベル検出器２２に接続
される。そして、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
り構成される。積分器３１の入力は比較器２３の
出力に接続され、出力は加算器３３の一方の入力
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、リセツト端
子はリセツト回路３２の出力に接続される。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の入力は加算器３３の出力に接続され、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の出力は加算器３３の他方の入力
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。また、ピークホールド回路４１
の出力は後で説明する点火時期移相器６の制御入
力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の出力はまたリセツト回路
３２にも接続される。

次に各部の動作を説明する。第４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４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、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、ノツク成分よ
りは低いレベルの直流電圧を出力する。比較器２
３はバンドパスフイルタ２１の出力信号（第４図
ｂのイ）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２
１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２
２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。従つ
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及
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
ｃ）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(e)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。従つて、積分器３１の出力は第５図ｄ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
ｄ）とこの後に説明するピークホールド回路４１
の出力値とを加算する。但し、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の出力のピーク値
を保持する。第５図ｆ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ｇ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４
１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の出力に第５図ｃ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ｄ）、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ズ回路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ｆ）。
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、例えばデイス
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５図ｈ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ｉ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、実際の点
火における点火時期特性は第２図Ｂ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ｉ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ｈ）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２ｃに
示す破線のようになる。

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、点火時期が遅角移相せず、第２
図Ｂの特性のままであり、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によつてノツク発生
量が検出され、このノツク発生量に応じて点火時
期が遅角移相されるので、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Ａ、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）に
点火時期が固定される。従つて、ノツク発生量は
使用ガソリンのオクタン価に相関したものとな
り、レギユラガソリンとプレミアムガソリンの混
合比率とも相関したものとなる。

なお、上記実施例では、点火時期変位量決定部
３及び記憶部４において、アナログ回路で構成し
たが、点火時期移相器６がデイジタル回路で構成
される場合には次に示す各部をデイジタル回路で
構成しても、同様の動作及び効果を得ることがで
きる。積分器３１は計数器に、加算器３３はデイ
ジタル加算器に、ピークホールド回路４１はデイ
ジタルメモリーに変更すればよい。

次に本発明の第２の実施例を説明する。この実
施例は第１の実施例に対し、点火時期変位量決定
部３及び記憶部４について、構成及び動作が異な
る。第６図にこの実施例の構成を示す。但し、記
憶部４は点火時期変位量決定部３に含まれてい
る。第６図において、３４はパルス発生器、３５
は計数器、３６はタイマ、３７は積分器、３８は
リセツト回路である。パルス発生器３４の入力は
比較器２３の出力に接続され、出力は計数器３５
の計数入力に接続される。また、タイマ３６は計
数器３５のリセツト入力に接続される。積分器３
７は計数器３５の出力を積分し、その出力は点火
時期移相器６に接続される。また、他の構成は前
述した実施例と同様であり、第３図と同一符号は
同一部分を示す。

第７図は点火時期変位量決定部３の各部の動作
を示す。パルス発生器３４は比較器２３の出力す
るパルス列（第７図ｃ）に対し、第７図ｊのよう
にパルスを出力する。つまり、パルス発生器３４
は１回の点火に対するノツク発生に対し１パルス
を出力する。パルス発生器３４の出力パルスは計
数器３５により計数され、その計数内容は第７図
ｋに示される。タイマ３６は第７図ｌに示すよう
に所定の時間毎にパルスを出力し、そのパルスに
より計数器３５の計数値を零にリセツトする。ま
た、計数器３５の出力は第７図ｍに示すように計
数器３５の計数値が所定値（第５図では計数値
３）以上になると高レベルになる。すなわち、所
定時間内に所定数のノツクが発生した場合に計数
器３５は高レベルの信号を出力する。これはノツ
クの発生率を演算するものである。そして、積分
器３７は計数器３５の出力（第７図ｍ）を積分
し、第７図ｎに示すように積分値を記憶保持す
る。リセツト回路３８は第１の実施例におけるリ
セツト回路４２と同様に機関の始動時にパルスを
出力し、積分器３７の積分値を零レベルにリセツ
トする。一方、点火時期移相器６は積分器３７の
出力レベルに応じて基準点火時期信号を遅角移相
する。

従つて、この実施例によれば機関のノツク発生
率を演算し、その結果を積分することにより、レ
ギユラガソリン使用時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は点火時期特性を第
２図ｃに固定することができる。

なお上記実施例においてはノツクの発生率を演
算し、点火時期を遅角移相させたが、簡易的には
比較器２３の出力パルスを直接積分器３７に入力
してもよい。

また、上記２つの実施例におけるリセツト回路
４２及びリセツト回路３８については、機関の始
動時にパルスを発生する方法を示したが、ガソリ
ン給油時のガソリンタンク注入口のふたの開閉を
検出するか、あるいはガソリンの残量計の変化を
検出することにより、ガソリンが新しく注入され
たことを検知し、リセツトパルスを出力するよう
にしてもよい。

ところで、上記の第１の実施例及び第２の実施
例においては基準点火信号を記憶部４の出力に応
じて遅角移相させたが、異なる点火時期特性を有
する２つの基準点火時期信号の間を記憶部４の出
力に応じて点火時期変位してもよい。これを第３
の実施例として以下に説明する。

第８図に本発明の第８の実施例のブロツク構成
図を示す。第８図において、第８図と同一符号は
同一部分を示す。９は比例係数演算器であり、記
憶部４から出力される信号レベルを比例係数に変
換する。１０は第１の点火時期特性記憶部（以下
ROM１０という）、１１は第２の点火時期記憶
部（以下ROM１１という）であり、第９図に示
すように機関の回転数及び負荷で決定される記憶
番地（アドレス）にそれぞれ点火時期のデータが
記憶されている。１２は補間演算器であり、
ROM１０とROM１１のデータ及び比例係数演
算器９の出力値を入力しROM１０とROM１１
のデータ間を比例係数演算器９の出力する係数に
より補間演算を行い、その演算結果を出力する。
１３は機関のクランク回転角度を検出するクラン
ク角センサであり、１４は機関の吸入空気圧力を
検出する圧力センサである。１５は点火時期演算
器であり、クランク角センサ１３の出力信号から
機関の回転数を演算し、圧力センサ１４から機関
の負荷状態を検知し、そして、それらの回転数及
び負荷で決定される値をアドレス値に変換し、そ
のアドレス値をROM１０及びROM１１に出力
する。また、点火時期演算器１５は補間演算器１
２の出力データを読み込み、クランク角センサ１
３の出力信号を基準として補間演算器１２の出力
データから点火時期を演算し、点火信号をスイツ
チング回路７に出力する。

次に比例係数演算器９及び補間演算器１２の演
算方法を説明する。いま、比例係数演算器９が記
憶部４からV_Rの信号レベルを入力した場合、こ
のV_Rをあらかじめ設定されている記憶部４から
の最大出力レベルV_Rnaxで割算し、その割算結果
を比例係数ｋ（＝V_R／V_RMAX）とする。従つて、前述の第１及び第２の実施例からわかるように、プレ
ミアムガソリン使用時にはｋ＝０となり、レギユ
ラガソリン使用時にはｋ＝１となり、プレミアム
とレギユラ混合ガソリン使用時には０＜ｋ＜１と
なる。それ故ｋはプレミアムガソリンとレギユラ
ガソリンの混合比率を示す係数であることがわか
る。

一方、ROM１０及びROM１１は点火時期演
算器１５から機関の回転数及び負荷に対応したア
ドレス値を受け、そのアドレスに記憶されている
点火時期データを補間演算器１２に出力する。い
ま、ROM１０の点火時期特性をプレミアムガソ
リン用に設定し、上記アドレスにおける点火時期
データをθ_Bとし、また、ROM１１の点火時期特
性をレギユラガソリン用に設定し、上記アドレス
における点火時期データをθ_Aとすると、ROM１
０の点火時期特性はROM１１と同一又は進角側
に設定されるためθ_A≦θ_Bとなる。そこで、補間演
算器１２において、θ_B−（θ_B−θ_A）・ｋの演算を行
い、その結果をθ_Cとすると、θ_Cはθ_Bとθ_Aの間を
ｋ：（１−ｋ）に内分した値になる。それ故、プ
レミアムガソリン使用時はｋ＝０であるからθ_C＝
θ_Bとなり、レギユラガソリン使用時にはｋ＝１で
あるからθ_C＝θ_Aとなり、プレミアムとレギユラ混
合ガソリン使用時には０＜ｋ＜１であるからθ_A＜
θ_C＜θ_Bとなる。

従つて、θ_Cはプレミアムガソリンとレギユラガ
ソリンの混合比率を示す係数ｋに基づいてθ_Aとθ_B
とを内分する値になるため、プレミアムガソリン
とレギユラガソリンを混合した場合にも、上記補
間演算を行うことにより、プレミアムガソリンと
レギユラガソリンの混合比率に応じた最適な点火
時期を得ることができる。

〔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混合使用する
場合、ノツクセンサにてノツク発生を検出し、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、レギユラガソリンとプレミアムガソリン
の混合ガソリンにおいてノツク発生のない最適な
点火時期に基準の点火時期特性を自動的に調節す
ることが可能になるという効果がある。又、ノツ
ク発生に基づいてノツク発生量又はノツク発生率
を検出し、このノツク発生量又はノツク発生率に
よつてオクタン価を判定して点火時期の変位量を
決定しており、オクタン価の判定即ち点火時期の
変位量を正確に決定することができる。さらに、
点火時期の変位量を一たん記憶し、この記憶値に
基づいて点火時期を変位させるようにしており、
安定した点火時期制御を行うことができる。

【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図は本発明の第１の
実施例を示すブロツク構成図、第４図はノツク判
別部２の動作説明図、第５図は点火時期変移量決
定部３、記憶部４及び点火時期移相器６の動作説
明図、第６図は本発明の第２の実施例を示すブロ
ツク構成図、第７図は第２の実施例の点火時期変
移量決定部３の動作説明図、第８図は本発明の第
３の実施例を示すブロツク構成図、第９図は第３
の実施例における点火時期特性図である。１はノツクセンサ、２はノツク判別部、３は点
火時期変位量決定部、４は記憶部、５は基準点火
時期信号発生器、６は点火時期移相器、７はスイ
ツチング回路、８は点火コイルである。なお、図中同一符号は同一あるいは相当部分を
示す。

Claims

【特許請求の範囲】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
出力からノツク発生量又はノツク発生率を演算
し、このノツク発生量又はノツク発生率によつて
使用燃料のオクタン値を判定して機関の基準点火
時期の変位量を決定する変位量決定手段、この変
位量決定手段の出力の最大値を記憶する記憶手
段、及び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点火時期変位手段を備えた
内燃機関の点火時期制御装置。２上記点火時期変位手段は基準点火時期信号を
上記記憶手段の出力に応じて移相することを特徴
とす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。３上記点火時期変位手段は異なる点火時期特性
を有する２つの基準点火時期信号の間を上記記憶
手段の出力に応じて変位させることを特徴とする
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。４上記記憶手段は燃料給油時あるいは機関始動
時等に記憶内容を所定値に初期化するリセツト回
路を備えたことを特徴とす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。