JP2621272B2 - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

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
ノッキングの発生状態を検出するノックセンサの検出信
号によって使用燃料を識別し、使用燃料に応じた適正な
点火時期の制御を行い、ノッキングの発生を確実に回避
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
62-195465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、ノッ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ベース点火時期制御を行って
いる。

そして、一般に、市販のガソリンには、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ガソリン（RON＝98〜1
00）が普及している状況にある。

しかし、夫々の市販のガソリンにおいて、オクタン価
が異なることにより、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が
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ため
に、ノッキングの発生状態を検出するノックセンサを設
け、機関運転状態に応じて複数に分割した各運転領域毎
にノックセンサからの検出信号を入力し判定条件として
記憶させ判定条件とノックセンサからの新たな検出信号
との比較により使用燃料が識別された際には使用燃料に
応じて点火時期を制御する制御部を設けたことにより、
使用燃料に合致した適正な点火時期の制御を行うことが
でき、ノッキングの発生を確実に回避し得て、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、ノッキングの発生状態を検出するノッ
クセンサを設け、機関運転状態に応じて複数に運転領域
を分割し各領域毎に前記ノックセンサからの検出信号を
入力して判定条件として記憶させ判定条件と前記ノック
センサからの新たな検出信号とを比較しこの比較により
使用燃料が識別された際には使用燃料に応じて点火時期
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、判定条件とノックセ
ンサからの新たな検出信号との比較により使用燃料が識
別された際には、使用燃料に応じて制御部により適正な
点火時期を制御し、ノッキングの発生を確実に回避で
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はコンプレッサ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のコンプレッサ６上流側の第１吸気通
路10-1にエアクリーナ14が設けられ、またコンプレッサ
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
スロットルボディ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10-4下流側の吸気ポート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の上部には、第１吸気通路10-1および
第４吸気通路10-4に夫々連通するブローバイガス通路32
が連絡している。

また、前記吸気マニホルド22には、前記吸気ポート24
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内に臨むコールドスタートインジェク
タたる第２燃料噴射弁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の一端側が連通するとともに、この圧
力調整用通路44の他端側が燃料タンク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
料タンク40とキャニスタ48とを連通する第１蒸発燃料用
通路50-1に２ウェイバルブ52が介設され、キャニスタ48
と第３吸気通路10-3とを連通する第２蒸発燃料用通路50
-2には１ウェイバルブ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内とはアイドルアップ通路56により連通
され、このアイドルアップ通路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くする電気式制御弁58が設けられ
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のディストリビュータ62に連設させたバキュー
ムコントローラ64に圧力を導入させるべく点火側圧力導
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の補機の一であ
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、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のスロットル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、ヒューズ86およびス
イッチ88を介してバッテリ90が連絡している。

更にまた、前記点火機構60のディストリビュータ62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、機関運転状態に応じて複数に運転領
域を分割し各領域毎に前記ノックセンサ78からの検出信
号を入力して判定条件として記憶させ判定条件と前記ノ
ックセンサ78からの新たな検出信号とを比較しこの比較
により使用燃料が識別された際には使用燃料に応じて点
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、あるいはスロットル開度などからなるエ
ンジン負荷とにより複数、例えば16箇所に運転領域を分
割し、これらの領域毎に前記ノックセンサ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し、新しい検出信号を
優先的に抽出して平均化し、判定条件として記憶させ
る。

このとき、検出信号としてノッキング出力電圧を使用
する場合には、所定の短い周期で出力電圧値を入力さ
せ、出力電圧値のいくつかを平均化して判定条件として
記憶させる。

また、検出信号としてノッキング発生の判定回数を使
用する場合には、比較的長い周期あるいはイグニション
信号のタイミング間に発生したノッキング回数をカウン
トし、カウント数を入力させ、平均化して判定条件とし
て前記制御部84に記憶させる。

そして、判定条件と前記ノックセンサ78からの現在の
運転状態を示す新たな検出信号とを比較し、この比較に
よりノッキングの発生状況を判定し、ノッキングの発生
状況が異常の場合には、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の使用燃料がレギュラーガソ
リンであると識別される。この識別によりレギュラーガ
ソリンに対応させるべく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毎に
設定された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ッ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、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O₂センサ、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）、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
件を入力し（102）、入力された運転条件によって運転
領域の判定を行う（104）。

そして、前記制御部84にノックセンサ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、つまりノック検出を行う（106）。

次にノックセンサ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（108）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、レギュラーガソリ
ンに対応させるべく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ップにより遅角する方
策によって異常ノック制御を行い（110）、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（11
2）。

また、上述の判断（108）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の現在の使用
燃料が無鉛ハイオクガソリンであると識別され、ノック
センサ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
前記制御部84の新しい検出信号として入力させ、優先的
に抽出して平均化し、判定条件として記憶させる（11
4）。

そして、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（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（112）。

これにより、ノックセンサ78からの新しい検出信号を
入力させ且つ優先的に抽出して平均化し、判定条件とし
て制御部84に記憶させることができ、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などの運
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。

〔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
状態に応じて複数に分割した各運転領域毎にノックセン
サからの検出信号を入力し判定条件として記憶させ判定
条件とノックセンサからの新たな検出信号との比較によ
り使用燃料が識別された際には使用燃料に応じて点火時
期を制御する制御部を設けたので、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、前記制御部に種々の運転
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確実に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
キングの発生をも確実に回避し得て、使い勝手を向上し
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。 図において、２はエンジン、４は過給機、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は燃料圧力調整器、58は電気式制御弁、60は点火機
構、62はディストリビュータ、68はEGR機構、76は水温
センサ、78はノックセンサ、82はイグニションコイル、
84は制御部、90はバッテリ、92はノックコントローラで
ある。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項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
   態に応じて複数に運転領域を分割し各領域毎に前記ノッ
   クセンサからの検出信号を入力して判定条件として記憶
   させ判定条件と前記ノックセンサからの新たな検出信号
   とを比較しこの比較により使用燃料が識別された際には
   使用燃料に応じて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。