JPH01224468A - 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１ｉり 本発明は内燃機関の点火時期制御装置に関し、より詳し
くは高オクタン価燃料が使用されることを前提として点
火時期が設定されている場合に普通オクタン価燃料が使
用された際の点火時期の補正を所定の運転条件において
キャンセルする如く構成した内燃機関の点火時期制御装
置に関する（従来の技術） 車両用の内燃機関においてノッキングの発生に応じて点
火時期を進遅角することは良く行われているが、特に高
オクタン価燃料（ハイオクタン・ガソリン）の使用を前
提として点火時期が設定されている場合に普通オクタン
価燃料（レギャラ・ガソリン）を使用すると、ノンキン
グが頻発することになる。そこで斯る場合にノンキング
の発生状況から使用燃料が普通オクタン価燃料であると
推定して高オクタン価燃料用の点火時期を所定量遅角す
ると共に、−旦普通オクタン価燃料の使用と判断した際
にはノッキングが終息した場合であっても遅角補正を所
定範囲に固定する技術が提案されており、その−例とし
て特開昭５８−１４３１６９号公報記載の技術を挙げる
ことが出来る（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来技術にあっては一旦固定すると
該機関が停止するか或いは所定時間、例えば１時間乃至
２時間程度が経過するまで遅角補正を継続するため、機
関の運転がたとえ普通オクタン価燃料が使用されている
としてもノ・ンキングが発生し難い領域に移行した際又
は過誤によって普通オクタン価燃料の使用と判断された
場合等に機関出力或いは燃費性に不要のロスを来す不都
合があった。

従って、本発明の目的は従来技術の斯る欠点を解消する
ことにあり、普通オクタン価燃料の使用を検知して遅角
補正を所定範囲に一旦固定した後も機関の運転が所定の
領域に移行した際には点火時期を固定範囲から速やかに
解放し、よって機関出力及び燃費性の不要な低下を招来
することがない内燃機関の点火時期制御装置を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明は第１図に示す如く
、機関の回転部近傍に配置され機関の回転速度を検出す
る機関回転数検出手段１、機関の適宜位置に配置され其
の負荷状態を検出する機関負荷状態検出手段２、前記機
関回転数検出手段及び機関負荷状態検出手段の出力を入
力して機関の点火時期を設定する点火時期設定手段３、
機関の燃焼状態を監視してノッキング発生の有無を検出
するノッキング検出手段４、該ノッキング検出手段及び
前記点火時期設定手段の出力を入力し、該ノッキング検
出手段の出力からオクタン価の判定を行い使用燃料を推
定してオクタン価の低い燃料と判定したとき前記点火時
期を遅角補正すると共に、一旦該燃料の使用と推定した
ときはノッキングの発生の有無に関わらず遅角補正を継
続するオクタン価点火時期補正手段５及び該オクタン価
点火時期補正手段の出力を入力して機関燃焼室の混合気
を点火する点火手段６からなる内燃機関の点火時期制御
装置において、該機関が装着される車両の適宜位置に配
置され其の走行速度を検出する車速検出手段７を設け、
前記オクタン価点火時期補正手段は更に該車速検出手段
及び前記機関回転数検出手段の出力を入力すると共に、
所定機関回転数以下のときに所定車速で規定される所定
の領域に機関の運転が移行したと判断する際は前記遅角
補正を中止する如く構成した。

（作用） 高オクタン価燃料用に点火時期が設定されている場合に
おいてオクタン価の低い燃料の使用が推定されるときは
点火時期を遅角補正し続けると共に、機関の運転が所定
の領域に移行した際にはその補正を中止するので、機関
がノッキングが発生し難い運転領域に移行したとき或い
は誤って低オクタン価燃料の使用と判断されたときであ
っても迅速に本来の点火時期に復帰することが出来、機
関出力及び燃費性に不要なロスを来すことがない。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。第２図は本発明に係る
内燃機関の点火時期制御装置の全体構成を示しており、
同図に従って説明すると、符号１０は４気筒等からなる
車両用の多気筒の内燃機関を示す。内燃機関１０は吸入
空気路１２を備えており、エアクリーナ１４から流入し
た空気はスロットル弁１６で其の流量を調節されつつイ
ンテークマニホルド１８を経て一〇気筒の燃焼室２０内
に導入される。吸入空気路１２にはスロットル弁１６下
流の適宜位置においてパイプ２４が接続されて分岐され
ており、其の分岐路の終端部付近に吸入空気の圧力を絶
対値で検出する前記した機関負荷状態検出手段たる吸気
圧力センサ２６が設けられる。又、内燃機関１０の冷却
水通路２８の付近には水温センサ３０が設けられて機関
冷却水の温度を検出すると共に、吸入空気路１２のスロ
ットル弁１６下流の適宜位置には吸気温センサ３２が設
けられて機関が吸入する空気の温度を検出する。

又、内燃機関１０の近傍にはディストリビュータ３６が
設けられると共に、その内部にはピストン３８の上下動
に伴って回転するクランク軸（図示せず）の回転に同期
して回転する磁石及び其なる前記した機関回転数検出手
段たるクランク角センサ４０が収納されており、所定ク
ランク角度毎にパルス信号を出力する。更に、内燃機関
１０のシリンダヘッド４２には燃焼室２０を臨む位置に
圧力型のノックセンサ４４が設けられ、燃焼圧力を検出
すると共に、内燃機関１０が装着される車両のトランス
ミッションの副軸（図示せず）等の適宜位置には該車両
の走行速度を検出する前記した車速検出手段たる車速セ
ンサ４６が設けられる。上記した吸気圧センサ等のセン
サ２６，３０．３２，４０，４４．４６の出力は、制御
ユニット５０に送られる。

第３図は制御ユニット５０の詳細を示しており、同図に
従って説明すると、吸気圧力センサ２６及び水温センサ
３０並びに吸気温センサ３２の出力は制御ユニット内に
おいてレベル変換回路５２に入力されて所定レベルに変
換された後、マイクロ・コンピュータ５４に入力される
。該マイクロ・コンピュータは、Ａ／Ｄ変換回路５４ａ
、■１０５４　ｂ、ＣＰＵ５４　ｃＳ　ＲＯＭ５４　ｄ
、ＲＡＭ５４ｅ及び演算用のカウンタ並びにタイマ（カ
ウンタ及びタイマの図示は省略した）を備えており、レ
ベル変換回路出力はＣＰＵ５４　ｃの指令に応じてＡ／
Ｄ変換回路５４ａにおいてデジタル値に変換された後、
ＲＡＭ５４　ｅに一時格納される。又、クランク角セン
サ４０及び車速センサ４６の出力は波形成形回路５６に
おいて波形成形された後、ｌ１０５４ｂを介してマイク
ロ・コンピュータ内に入力される。更に、前記したノッ
クセンサ４４の出力は制御ユニット５０に送出された後
、フィルタ手段５８においてノッキング周波数成分のみ
が弁別されてノッキング判定手段６０に入力され、一方
ではピークホールド手段等からなるピーク値検出手段６
２に送られてセンサ出力のピーク値が検出されると共に
、他方では積分手段及び増幅手段等からなる比較基準レ
ベル設定手段６４に送られて平均値が算出される。両手
段６２゜６４の出力は次いで比較手段６６に送られ、そ
こでピーク値が基準レベルを超えると比較手段出力がハ
イレベルとなる。又、マイクロ・コンピュータ５４から
ピーク値検出手段６２及び比較基準レベル設定手段６４
には検出期間を指令するノックゲート信号及びノイズゲ
ート信号が送られる。尚、斯るノッキング判定手段自体
は公知であるので、これ以上の説明は省略する。このノ
ッキング判定手段６０の出力もｌ１０５４ｂを介してマ
イクロ・コンピュータ５４に送出される。該マイクロ・
コンピュータにおいてＣＰＵ５４　ｃは後述の如く、ク
ランク角センサ４０の出力から機関回転数及びクランク
角度を算出すると共に吸気圧力センサ２６の出力から機
関負荷状態を判断し、ＲＯＭ５４ｄに格納した基本点火
時期マツプを検索して基本点火時期を算出すると共に、
他の出力から該基本点火時期を補正して最終点火時期を
算出し、出力回路６８を経てイグナイタ等からなる点火
装置７０に点火を指令し、ディストリビュータ３６を介
して所定気筒の点火プラグ７２を点火して燃焼室２０内
の混合気を着火する。上記において、ノックセンサ４４
、フィルタ手段５８、ノッキング判定手段６０及びマイ
クロ・コンピュータ５４が前記したノッキング検出手段
に、マイクロ・コンピュータ５４が前記した点火時期設
定手段及びオクタン価点火時期補正手段に、点火装置７
０及びディストリビュータ３６並びに点火プラグ７２が
前記した点火手段に相当する。

続いて、第４図フロー・チャートを参照して本制御装置
の動作を説明する。尚、第４図に示すプログラムは所定
クランク角度、例えばＴＤＣ毎に前記マイクロ・コンピ
ュータにおいて割り込み起動される。

先ず、３１０において待機点火数ＣＡＶを検索する。こ
れはノッキング発生によって遅角した点火時期を進角方
向に戻す際の進角待ちＴＤＣ数であって、ＲＯＭ５４　
ｄに格納したテーブルを機関回転数Ｎｅ及び吸気圧力Ｐ
ｂａで検索して求める。

第６図は斯るテーブルを説明的に図示するものであるが
、このテーブルにおいて待機点火数ＣＡＶは負荷状態を
示す吸気圧力Ｐｂａが高くなる程大きく、又機関回転数
Ｎｅが高くなる程大きくなる様に設定されている。即ち
、機関負荷が大きくなる程、或いは機関負荷が大きく且
つ機関回転数が高くなる程ノッキングが発生し易いこと
から、待機点火数を其れに応じて増減することによって
ノッキングの頻発を効果的に抑制するものである。又、
機関負荷が大きく機関回転数が高くなる程、機関のダメ
ージも大きくなることも理由に挙げることが出来る。尚
、運転状態としては機関負荷及び機関回転数を例示した
が、更に吸気温及び／又は水温を加えても良い。

続いて、Ｓ１２において前の点火の際にノンキングが発
生したか否かをノッキング判定手段６０の出力から判断
する。この前の点火は、同一気筒での前回点火であって
も良く、或いは同一サイクルでの前回点火気筒の其れで
あっても良い。Ｓ１２において前回ノッキング発生なし
と判断された場合は、次いでＳ１４においてノッキング
が継続的に発生していない回数、即ち点火数を計数する
カウンタＣＮ０−ＫＮＯにの値を１つインクリメントし
、次の３１６においてフラグＦ　ＺＯＮＥＩのピントか
らノッキング補正量がゾーン１にあるか否か判断する。

このゾーン１は使用燃料が普通オクタン価燃料と推定さ
れる場合の点火時期補正域を示すものであり、その詳細
は後述する。最初のプログラム起動時においてはゾーン
０に設定されるため、本ステップでの判断は否定される
。続いてＳ１８において、前述の連続ノッキング不発生
点火数カウンタのカウント値ＣＮ０−ＫＮＯＫがＳ１０
で検索した待機点火数ＣＡＶに達したか否か、即ち、待
機点火数が其の間ノッキングが一度発生することなく経
過したか否か判断され、達したと判断される場合には３
２０においてカウント値ＣＮ０４ＮＯＫをリセットして
次の計数に備えると共に、Ｓ２２においてノッキング補
正量θｉｇ−ＫＮに戻し進角単位量ΔθＡＶを加算する
。尚、戻し進角単位量ΔＣＡＶは１度以下の値を適宜設
定する。尚、この場合戻し進角単位量はノッキングの頻
度及び強度に応じて変えても良（、例えば大きなノッキ
ングのときは戻し量を微少とする如く構成しても良い。

又、ノッキング補正量θｉｇ−ＫＮは本質的に負の値で
あるので、加算は進角側に修正することになる。

次いで、３２４においてノッキング補正量θｉｇ−ＫＮ
が進角限界値θＡＶＬＭＴＯに達したか否か判断し、達
した場合には其の値に制限する。第７図にこれらの関係
を示すが、図示の如くノッキング補正量θｉｇ−ＫＮに
付いてはゾーン０及びゾーン１の２つの領、域が一部重
複して設定されており、ゾーンＯの上限値を前記の如く
θＡＶＬＭＴＯ（例えば０度）とすると共に、その下限
値をθＲＤＬＭＴＯ（例えば−７度）とする。又、ゾー
ン１に付いても其の上限値をθＡＶＬＭＴＩ　（例えば
−５度）とすると共に、その下限値をθＲＤＬＭＴＩ　
（例えば−１０度）とする。尚、これらの値は運転条件
に応じて適宜変えても良く、−例としてθＡＶＬＭＴＩ
に付いて機関回転数及び吸気圧力によって可変とし、戻
し進角量制限値に機関運転状態を反映させて一層的確に
制御する様にしても良い。後述の如く本実施例において
は、ノッキング補正量θｉｇ−ＫＮＯ値がθＲＤＬＭＴ
Ｏを遅角方向に超えた場合に普通オクタン価燃料が使用
されているものと判断してノッキング終息の戻し進角量
をゾーン１のθＡＶＬＭＴＩに制限してノッキングの頻
発を抑制する。

従って、前出Ｓ１６においてゾーン１にあると判断され
た場合には３２Ｂにおいてノンキング補正量がゾーン１
の上限値に達したか否か判断し、達しない場合には５１
８以降において戻し進角すると共に、達している場合に
はＳ３０においてゾーン１の上限値に制限して其れ以上
は進角させない。尚、Ｓ１２において前回ノッキングが
発生したと判断された場合には戻し進角を行うことが出
来ないので、Ｓ３２において連続ノッキング不発生カウ
ント値を一部キャンセルすると共に、Ｓ３４においてノ
ッキング補正量から遅角補正単位量ΔθＲＤ！減算して
更に点火時期を遅角させる。

尚、この遅角補正単位量は１度等と適宜に設定しても良
く、或いはノッキングの頻度及び強度に応じて可変とし
ても良い。

続いて、Ｓ３６においてＲＯＭ５４　ｄに格納したテー
ブルから検出機関回転数Ｎｅ及び吸気圧力Ｐｂａで前記
したθＡＶＬＭＴＩを検索した後、３３８以降において
ゾーン判断を行う。即ち、３３８において前記したフラ
グＦ　ＺＯＮＥＩのビットからゾーン１にあるか否か判
断し、ゾーン１にない場合にはＳ４０においてノッキン
グ補正量がゾーン０の下限値を超えたか否か判断し、超
えた場合にはＳ４２においてゾーンｌに補足してフラグ
Ｆ　ＺＯＮＥＩのビットをオンにすると共に、既にゾー
ンｌにある場合は次の３４４にジャンプする。

Ｓ４４以降はゾーンのリセットを行うためのものであり
、先ずＳ４４において検出した機関回転数Ｎｅが所定回
転数Ｎｅ−ＺＲＳより低いか否かを判断する。この所定
回転数Ｎｅ−ＺＲＳは、例えば７５０ｒｐｍとする。７
５０ｒｐｍ以下にあると判断された場合にはＳ４６にお
いてゾーンリセットフラグＦ　ＺＩ？Ｓが１であるか否
か判断する。このフラグに付いては後述する。Ｓ４６の
判断において該フラグがオンしていないと判断された場
合、３４８において該フラグをオンすると共に、Ｓ５０
においてＲＯＭ５４ｄに格納したテーブルからゾーンリ
セット基準時間値ＴＤ−ＺＲ５を検索する。第８図は此
のテーブルを説明的に図示するものであるが、図示の如
くゾーンリセット基準時間ＴＯ−ＺＲ８は車速■に応じ
て複数種類設定する。この車速は例えば、１０ｋｍ、２
０１ｏｍ、３０ｋｍ等とし、ゾーンリセット基準時間は
５ｓ、１０ｓ、１５ｓ等とする。斯く設定したのはギヤ
・シフト時に一時的に入るものを除外するためである。

次いで、Ｓ５２においてタイマＴＭＲ−ＺＲＳをスター
トさせて時間計測を開始して一部本プログラムを終了す
る。而して、次回以降の起動時においてはＳ４６の判断
ではフラグ・オンと判断されてＳ５４に移行し、計測値
がゾーンリセット基準時間に達したか否か判断され、達
したと判断される場合にはＳ５６においてフラグＦ　Ｚ
ＯＮＥＩがオフされる。従って、これ以降のプログラム
起動時においては戻し進角量がθＡＶＬＭＴＩに固定さ
れることがなく　（３１６，２８，３０）、よって例え
ば誤って普通オクタン価燃料使用と判断された場合でも
早期に本来の点火時期に復帰することが出来る。

尚、Ｓ４４において機関回転数が７５０ｒｐｍを超える
と判断された場合には３５８においてリセット準備フラ
グをオフしてプログラムを終了する。これは、斯る回転
数を超える場合にはノッキングが発生しないとは云えな
いからである。即ち、Ｓ４４において機関回転数が７５
Ｏｒｐｍを超えるか否かを判断したのは、斯る低回転数
の場合にはノッキングが発生することがなく因って進角
度を制限するのは機関出力及び燃費の点で不利であり、
たとえ実際に普通オクタン価燃料が使用されている場合
であっても点火時期をノッキング補正量が零となる限度
まで戻しても不都合がな（、又その後で機関回転数が上
昇してノッキングが発生すれば速やかに点火時期が遅角
され、その遅角量がθＲＤＬＭＴＯを超えればゾーン１
に補足すれば足るからである。

第４図に示したフロー・チャートはノッキング補正量の
フロー・チャートであり、本制御装置において此れと共
に第５図に示す如き最終点火時期の演算が行われる。尚
、第５図に示すプログラムも適宜クランク角度毎に割り
込み起動される。

以下、第５図に従って説明すると、３１００において機
関回転数Ｎｅ及び吸気圧力Ｐｂａを読み出した後、５１
０２において前記したマツプを検索して高オクタン価燃
料用に設定されている基本点火時期θｉｇ−ＢＡＳＥを
検索し、次いで５１０４において水温Ｔｗ及び吸気温Ｔ
ａを読み出しだ後５１０６において点火時期補正値θｉ
ｇ−ＣＯＲ（ノッキング補正量を除く）を算出し、３１
０８において第４図フロー・チャートで算出したノッキ
ング補正量θｉｇ−ＫＮを読み出してＳｌ　１０におい
て最終点火時期θｉｇを演算し、Ｓｌ　１２において前
記点火装置７０に出力するものである。

（発明の効果） 本発明においては車速検出手段を設はオクタン価点火時
期補正手段は其の出力及び機関回転数検出手段の出力を
入力すると共に、所定機関回転数以下のときに所定車速
で規定される所定の領域に機関の運転が移行したと判断
する際は遅角補正を中止する如く構成したので、高オク
タン価燃料の使用を前提として点火時期が設定している
際に低オクタン価燃料が使用された場合であってもノッ
キングの頻発を効果的に抑制することが出来るのみなら
ず、機関が所定の運転領域に移行したときは遅角補正を
中止することからノッキングを懸念する必要がない運転
領域に移行した際あるいは低オクタン価燃料の使用と誤
認された際等には遅角補正を速やかにキャンセルして機
関出力及び燃費性に不要のロスを来すことがない利点を
備える

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明に係
る制御装置の概略図、第３図は其の制御ユニットの詳細
を示すブロック図、第４図は該制御ユニットのノンキン
グ補正動作を示すフロー・チャート、第５図は該ユニッ
トの最終点火時期の演算を示すフロー・チャート、第６
図は第４図フロー・チャートの演算に使用する待機点火
数テーブルの説明図、第７図はノッキング補正量とゾー
ンの関係を示す説明図及び第８図はゾーンリセット基準
時間テーブルを示す説明図である。 １・・・機関回転数検出手段（クランク角センサ４０）
、２・・・機関負荷状態検出手段（吸気圧力センサ２６
　　Ｌ３．、、点火時期設定手段（マイクロ・コンピュ
ータ５４Ｌ　４・・・ノッキング検出手段（ノックセン
サ４４、フィルタ手段５日、ノッキング判定手段６０及
びマイクロ・コンピュータ５４）、５・・・オクタン価
点火時期補正手段（マイクロ・コンピュータ５４）、６
・・・点火手段（点火装置７０、ディストリビュータ３
６、点火プラグ７２）、７・・・車速検出手段（車速セ
ンサ４６）、５０・・・制御ユニット、５４・・・マイ
クロ・コンピュータ 出願人　　　　本田技研工業株式会社 代理人　　　　弁理士　吉　１）　豊 第５図 、７．第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ、機関の回転部近傍に配置され機関の回転速度を検出
   する機関回転数検出手段、 ｂ、機関の適宜位置に配置され其の負荷状態を検出する
   機関負荷状態検出手段、 ｃ、前記機関回転数検出手段及び機関負荷状態検出手段
   の出力を入力して機関の点火時期を設定する点火時期設
   定手段、 ｄ、機関の燃焼状態を監視してノッキング発生の有無を
   検出するノッキング検出手段、 ｅ、該ノッキング検出手段及び前記点火時期設定手段の
   出力を入力し、該ノッキング検出手段の出力からオクタ
   ン価の判定を行い使用燃料を推定してオクタン価の低い
   燃料と判定したとき前記点火時期を遅角補正すると共に
   、一旦該燃料の使用を推定した後はノッキング発生の有
   無に関わらず遅角補正を継続するオクタン価点火時期補
   正手段、 及び ｆ、該オクタン価点火時期補正手段の出力を入力して機
   関燃焼室の混合気を点火する点火手段からなる内燃機関
   の点火時期制御装置において、 ｇ、該機関が装着される車両の適宜位置に配置され其の
   走行速度を検出する車速検出手段、 を設け、前記オクタン価点火時期補正手段は更に該車速
   検出手段及び前記機関回転数検出手段の出力を入力する
   と共に、所定機関回転数以下のときに所定車速で規定さ
   れる所定の領域に機関の運転が移行したと判断する際は
   前記遅角補正を中止することを特徴とする内燃機関の点
   火時期制御装置