JP2629263B2

JP2629263B2 - 内燃機関の点火時期制御装置

Info

Publication number: JP2629263B2
Application number: JP10866388A
Authority: JP
Inventors: 克彦豊田
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1988-04-30
Filing date: 1988-04-30
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JPH01280678A

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
ノッキングの程度により点火時期を制御して内燃機関の
保護を果し得る内燃機関の点火時期制御装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関は、運転状態や混合気空燃比等の種々の要因
により要求する点火時期が変化する。このような内燃機
関の要求する点火時期を満足するために、点火時期制御
装置を設けている。この点火時期制御装置には、内燃機
関の回転数や吸気管圧力、吸入空気量等を点火時期の決
定因子としてこれから機械的に点火時期を制御するもの
や、各種センサにより電気的に制御するものがある。

このような点火時期制御装置においては、例えば特開
昭62-189370号公報に開示されている。この公報に記載
のものは、ノッキングの強度に応じて微少遅角させる程
度を速めることにより、内燃機関の要求進角値に達する
までの時間を短縮させ、燃費と運転性とを向上させるも
のである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、従来において、燃料であるハイオクガソリ
ン用に製造された市販車はないので、レギュラーガソリ
ンのみでノッキング制御を考慮しておけばよかった。即
ち、第６図に示す如く、機関回転数が所定値未満のノッ
キング検出可能領域Ｇにおいては、ノッキング量に応じ
て点火時期を遅角制御するので、通常ノッキング無時の
設定点火時期をノッキングゾーンに近接させることがで
きる。つまり、第７図に示す如く、周波数foにおいてノ
ッキングしていない時のノッキングセンサからの出力信
号Ａとノッキングしている時のノックセンサからの出力
信号Ｂとの差d₁が比較的大であるので、設定点火時期を
ノッキングゾーンに近接することができる。

しかしながら、機関回転数が所定値以上となり、振動
やノイズ等が大となったノッキング検出不可能領域にお
いては、内燃機関の保護のために、通常ノッキング無時
の点火時期をノッキングゾーンから離して設定する必要
があった。つまり、ノッキング検出不可能領域になる
と、第８図に示す如く、周波数foにおいてノッキングし
ていない時のノックセンサからの出力信号Ａとノッキン
グしている時のノックセンサからの出力信号Ｂとの差d₂
が小さくなってしまい、このため、機関回転数及び負荷
の増大に伴い、内燃機関のシリンダブロックに取付けら
れたノックセンサからの出力信号中のノイズが増大し、
ノッキング信号がノイズにうもれてしまい、ノッキング
を正確に検出することができなくなるという不都合があ
った。

この不都合を解消するために、第６図に示す如く、ノ
ッキング検出不可能領域Ｈにおいては、外気条件の変化
等を考慮し、内燃機関の保護及びノッキング音の発生を
低減するために、設定点火時期をノッキングゾーンから
遅角側に設定する必要がある。この結果、絞り弁全開時
における機関性能への影響が大きく、機関性能を充分に
発揮させることができず、もって機関性能が低下すると
いう不都合を招いた。

〔発明の目的〕

そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべ
く、機関回転数がノッキング検出不可能領域に入った場
合に、ノッキング検出可能領域における学習遅角量を反
映させることにより、ノッキング検出不可能領域におい
てもノッキングの発生を低減すべく点火時期を遅角側に
制御し、内燃機関の保護を果し、安全性を向上し得ると
ともに、機関性能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、内燃機関の運
転状態に応じて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、前記内燃機関にノッキング状態を検
出するノックセンサを設け、機関回転数が所定値未満の
ノッキング検出可能領域と機関回転数が前記所定値以上
のノッキング検出不可能領域とを設定し、前記ノッキン
グ検出可能領域及び前記ノッキング検出不可能領域には
各機関回転数毎にハイオクガソリン使用時の点火時期と
レギュラーガソリン使用時の点火時期とを夫々設定し、
前記ノッキング検出可能領域においては前記ノックセン
サによって検出されたノッキング発生量に応じて点火時
期を制御するとともに前記ノッキング発生量に対応した
学習遅角量を算出し、前記ノッキング検出不可能領域に
達した際には直前の前記ノッキング検出可能領域での前
記ハイオクガソリン使用時の点火時期と前記レギュラー
ガソリン使用時の点火時期との差に対する前記学習遅角
量の比率を算出し、その後の前記ノッキング検出不可能
領域におけるハイオクガソリン使用時の点火時期とレギ
ュラーガソリン使用時の点火時期との差に対して前記比
率分だけ遅角するように補正遅角量を演算し、この補正
遅角量によって点火時期を遅角側に制御する制御手段を
設けたことを特徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、ノッキング検出可能領域に
おいては、ノックセンサによって検出されたノッキング
発生量に応じて点火時期を制御するとともにノッキング
発生量に対応した学習遅角量を算出し、また、ノッキン
グ検出不可能領域に達した際には、直前のノッキング検
出可能領域でのハイオクガソリン使用時の点火時期とレ
ギュラーガソリン使用時の点火時期との差に対する学習
遅角量の比率を算出し、その後のノッキング検出不可能
領域におけるハイオクガソリン使用時の点火時期とレギ
ュラーガソリン使用時の点火時期との差に対して上述の
比率分だけ遅角するように補正遅角量を演算し、この補
正遅角量によって点火時期を遅角側に制御する。これに
より、ハイオクガソリン又はレギュラーガソリンを使用
した場合に、ノッキング検出不可能領域においてもノッ
キングの発生を低減し、内燃機関の損傷を防止し、安全
性を向上するとともに、機関性能を向上することができ
る。

〔実施例〕

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体
的に説明する。

第１〜５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は内燃機関、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にはエアフローメータ13とエア
クリーナ14とが設けられ、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内には吸気マニホルド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下流端は、吸気弁24を介して前記内燃機関２の燃
焼室26に連通している。

燃焼室26には、点火プラグ28が設けられ、排気弁30を
介して第１排気通路12-1の上流側が連絡している。この
第１排気通路12-1の下流側には、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下流側は第２
排気通路12-2に連通している。また、前記内燃期間２の
上部には、第１吸気通路10-2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。前
記吸気マニホルド22には、前記燃焼室26方向に指向させ
て第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内に臨ませて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の途中には、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の途
中に一端側が連通し他端側が前記燃料タンク40の燃料中
に開口する圧力調整用通路44を設けている。この圧力調
整用通路44の途中には、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。

前記スロットルボディ18の第３吸気通路10-3と前記燃
料タンク40とは、蒸発燃料用通路48によって連通されて
いる。蒸発燃料用通路48には、第３吸気通路10-3側から
順次に、切換弁50と、キャニスタ52と、二方向弁54とが
介設されている。前記第３吸気通路10-3とサージタンク
20内とは、吸気絞り弁16を迂回するアイドルアップ通路
56により連通されている。このアイドルアップ通路56に
は、アイドルアップ制御弁58が設けられている。このア
イドルアップ制御弁58は、始動時や高温時および電気負
荷の増大時等のアイドルアップが必要な時に、アイドル
アップ通路56を開成することにより空気量を増加させて
アイドル回転数を高めるものである。

また、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に付設したバキュームコントローラ64に圧
力を導く進角用圧力導入通路66が開口している。点火機
構60は、イグニションコイル68により発生された高電圧
をディストリビュータ62により点火プラグ28に分配供給
し、飛火させる。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に始端開口するEGR通路70
が終端開口して設けてある。このEGR通路70には、第４
吸気通路10-4へのEGR量を調整すべく開閉制御されるEGR
バルブ72が設けられている。

前記第１、第２燃料噴射弁34-1、34-2、燃料ポンプ3
6、切換弁50、アイドルアップ制御弁58、イグニション
コイル68は、夫々制御手段たる制御部74に連絡されてい
る。この制御部74には、吸気を加温すべく前記吸気マニ
ホルド22に設けられた冷却水通路76内の冷却水温度を検
出する水温センサ78と、前記スロットルボディ18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と、
第１吸気通路10-1に設けた吸気温度を検出する吸気温セ
ンサ82と、第２排気通路12-2に設けた排気ガス中の酸素
濃度を検出するO₂センサ84とが接続され、また、内燃機
関２には、ノッキング状態を検出するノックセンサ86が
設けられている。このノックセンサ86は、ノッキング制
御部88を介して制御部74に接続されている。なお、符号
90は自動変速機制御部、92はバッテリ、94はメインスイ
ッチ、96はサーモヒューズ、98はアラームリレー、100
は警告灯である。

前記制御部74には、第５図に示す如く、機関回転数が
所定値（KNRPM）未満のノッキング検出可能領域Ｇと、
機関回転数が所定値（KNRPM）以上のノッキング検出不
可能領域Ｈとが設定されている。また、制御部74には、
第５図に示す如く、ノッキング検出可能領域Ｇ及びノッ
キング検出不可能領域Ｈで、各機関回転数毎にハイオク
ガソリン使用時の点火時期HTGとレギュラーガソリン使
用時の点火時期REGKNとが夫々設定されている。そし
て、この制御部74は、ノッキング検出可能領域Ｇにおい
ては、ノックセンサ86によって検出されたノッキング発
生量に応じて点火時期を制御するとともに、ノッキング
発生量に対応した学習遅角量LRNθｘを算出し（第３図
（ｂ）参照）、また、ノッキング検出不可能領域Ｈに達
した際には、直前のノッキング検出可能領域Ｇでのハイ
オクガソリン使用時の点火時期HTGとレギュラーガソリ
ン使用時の点火時期REGKNとの差Δθｘに対する上述の
学習遅角量（LRNθｘ）の比率（補正割合）（％）を算
出し（第３図（ｃ）参照）、その後のノッキング検出不
可能領域Ｈにおけるハイオクガソリン使用時の点火時期
HTGとレギュラーガソリン使用時の点火時期REGKNとの差
Δθｙに対して前記比率分（％）だけ遅角するように補
正遅角量LRNKθｙを演算し（第３図（ｃ）及び第５図参
照）、この補正遅角量LRNKθｙによって点火時期を遅角
側に制御するものである。即ち、制御部74は、内燃機関
２がノッキング検出不可能領域Ｈの運転状態に達した場
合に、ノッキング検出可能領域Ｇで発生したノッキング
の発生量に対応する遅角量に基づいて演算した学習遅角
量をノッキング検出不可能領域Ｈに反映させて点火時期
を所定量遅角側に制御する。

このために、前記制御部74には、ノッキング状態と他
の外気条件等を加味するために第２図に示す如く、入力
側において空気量を検出するエアフローメータ13と吸気
温度を検出する吸気温センサ82と冷却水温度を検出する
水温センサ78と吸気絞り弁16の開度を検出するスロット
ルセンサ80と排気の酸素濃度を検出するO₂センサ84と、
内燃機関２のノッキングの発生を検出するノックセンサ
86と点火パルスを検出するイグニションコイル68とが接
続し、また、出力側において燃料噴射弁34と点火機構60
とが接続している。

次に、この実施例の作用を、第３図（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）のフローチャート、第４図のタイミングチャート
及び第５図の機関回転数と点火時期との関係図に基づい
て説明する。

第３図（ａ）において内燃機関２が始動して所定運転
領域でノッキングが発生すると、プログラムがスタート
し、そしてノッキングの発生した機関回転数を判定す
る。

次に、ノッキングに対応した点火時期の遅角量（ノッ
キングの強度を判定することのできるデータなら他のも
のでもよい）を、その領域の学習遅角量（LRNθｘ）と
する。即ち、第３図（ｂ）に示す如く、ノッキングが発
生するたびに、その遅角量を学習遅角量LRNθｘに格納
する。

この学習遅角量LRNθｘは、 LRNθｘ＝（LRNθOLD＋LRNθNEW）/2 ……（１）で算出される。

但し、LRNθOLD:前回のLRNθｘ LRNθNEW:今回の遅角量 LRNθx:各回転数毎の学習遅角量詳述すれば、ノッキング検出可能領域Ｇにおいては、学
習遅角量LRNθｘの算出は以下の如く求められる。即
ち、第４図において、点火信号間でノッキング信号が検
出され、ノック判定レベルを超えると、別表１に示す如
く、ノック判定レベルを超えたノック回転数をカウント
し、そして、上述のLRNOxの算出する式に基づき学習遅
角量LRNθx4、２、２…を算出する。別表１において、
学習遅角量LRNθｘの初期値は、各機関回転数毎に決定
された学習遅角量のデータにより算出する。

そして、内燃機関２の回転数が高くなって所定値KNRP
M以上でノッキング検出不可能領域Ｈになった場合に
は、ノッキング検出可能領域Ｇにおける学習遅角量LRN
θｘをノッキング検出不可能領域Ｈに反映させ、点火時
期を所定量遅角側に制御する。

この点火時期の遅角補正方法は第３図（ｃ）、第５図
及び別表２に示す如く行われる。即ち、第５図に示すよ
うに、各機関回転数毎にハイオクガソリン使用時の点火
時期HTGとレギュラーガソリン使用時の点火時期REGKNと
の差Δθｘ及びΔθｙを、別表のように設定しておく。
そして、補正方法としては、ノッキング検出可能領域Ｇ
での学習遅角量LRNθｘを、そのノッキング発生時の機
関回転数のΔθｘとの比率（LRNθx/Δθｘ）を求め、
その後のノッキング検出不可能領域Ｈでの各機関回転数
の点火時期をこの比率（LRNθx/Δθｘ）によって補正
する。詳述すれば、ノッキング検出不可能領域Ｈに入る
直前のノッキング検出可能領域Ｇでのハイオクガソリン
使用時の点火時期HTGとレギュラーガソリン使用時の点
火時期REGKNとの差Δθｘに対して、補正した点火時期
が何％遅角していたかを求め、その後のノッキング検出
不可能領域Ｈでのハイオクガソリン使用時の点火時期HT
Gとレギュラーガソリン使用時の点火時期REGKNとの差Δ
θｙに対して、上述の比率分（％）だけ遅角補正する。

即ち、ノッキング検出不可能領域Ｈにおける補正遅角
量LRNKθｙは、 LRNKθｙ＝（LRNθx/Δθｘ）×Δθｙ …（２）によって算出される。

この結果、ノッキング検出不可能領域Ｈにおいても、
外気条件等に対応して間接的にノッキングの発生を低減
することができ、内燃機関２の損傷を防止し、安全性を
向上することが可能となる。

また、外気条件等に対応して点火時期を制御するの
で、外気条件等における良好な内燃機関の性能を充分に
発揮させることができ、機関性能を向上させ得る。

更に、ハイオクガソリン仕様車にレギュラーガソリン
を給油した場合にでも、ノッキングの発生を低減し得
て、実用上大なる効果を有する。

また、この実施例において、ノッキング検出可能領域
Ｇでの遅角量の学習は、対象の内燃機関に応じて、上述
の如き全領域の学習が必要となる場合があるが、ある一
部の特定領域（例えば機関回転数NE3のみ）の学習遅角
量を、ノッキング検出不可能領域Ｈに反映させ得ること
は勿論である。

〔発明の効果〕以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれ
ば、内燃機関にノッキング状態を検出するノックセンサ
を設け、機関回転数が所定値未満のノッキング検出可能
領域と機関回転数が所定値以上のノッキング検出不可能
領域とを設定し、ノッキング検出可能領域及びノッキン
グ不可能領域には各機関回転数毎にハイオクガソリン使
用時の点火時期とレギュラーガソリン使用時の点火時期
とを夫々設定し、ノッキング検出可能領域においてはノ
ックセンサによって検出されたノッキング発生量に応じ
て点火時期を制御するとともにノッキング発生量に対応
した学習遅角量を算出し、ノッキング検出不可能領域に
達した際には直前のノッキング検出可能領域でのハイオ
クガソリン使用時の点火時期とレギュラーガソリン使用
時の点火時期との差に対する上述の学習遅角量の比率を
算出し、その後のノッキング検出不可能領域におけるハ
イオクガソリン使用時の点火時期とレギュラーガソリン
使用時の点火時期との差に対して上述の比率分だけ遅角
するように補正遅角量を演算し、この補正遅角量によっ
て点火時期を遅角側に制御する制御手段を設けたことに
より、ハイオクガソリン又はレギュラーガソリンを使用
した場合に、ノッキング検出不可能領域においてもノッ
キングの発生を低減し、内燃機関の保護を果し、安全性
を向上させ得るとともに、機関性能の向上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜５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図は点火時期制御
装置のブロック図、第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はこ
の実施例の作用を説明するフローチャート、第４図は点
火信号のノッキング信号とのタイミングチャート、第５
図は機関回転数と点火時期との関係を示す図である。第６〜８図は従来の点火時期制御の説明を示し、第６図
は機関回転数と点火時期との関係を示す図、第７、８図
は周波数とノックセンサからの出力信号強度との関係を
示す図である。図において、２は内燃機関、13はエアフローメータ、60
は点火機構、68はイグニションコイル、74は制御部、78
は水温センサ、80はスロットルセンサ、82は吸気温セン
サ、84はO₂センサ、そして86はノックセンサである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の運転状態に応じて点火時期を制
御する内燃機関の点火時期制御装置において、前記内燃
機関にノッキング状態を検出するノックセンサを設け、
機関回転数が所定値未満のノッキング検出可能領域と機
関回転数が前記所定値以上のノッキング検出不可能領域
とを設定し、前記ノッキング検出可能領域及び前記ノッ
キング検出不可能領域には各機関回転数毎にハイオクガ
ソリン使用時の点火時期とレギュラーガソリン使用時の
点火時期とを夫々設定し、前記ノッキング検出可能領域
においては前記ノックセンサによって検出されたノッキ
ング発生量に応じて点火時期を制御するとともに前記ノ
ッキング発生量に対応した学習遅角量を算出し、前記ノ
ッキング検出不可能領域に達した際には直前の前記ノッ
キング検出可能領域での前記ハイオクガソリン使用時の
点火時期と前記レギュラーガソリン使用時の点火時期と
の差に対する前記学習遅角量の比率を算出し、その後の
前記ノッキング検出不可能領域におけるハイオクガソリ
ン使用時の点火時期とレギュラーガソリン使用時の点火
時期との差に対して前記比率分だけ遅角するように補正
遅角量を演算し、この補正遅角量によって点火時期を遅
角側に制御する制御手段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。