JPH0196470A - エンジンの燃焼制御装置 - 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） 本発明は、自動車等エンジンの燃焼制御装置に係り、詳
しくは燃料のオクタン価に応じて燃焼制御の基本制御値
（マツプ）を切替える装置に関する。

（従来の技術） 一般に、火花点火機関をある燃料で運転し、圧縮比を上
げたり、点火時期を早くすると、ノッキングが起こり、
エンジンの過熱と性能低下をきたし、さらにはエンジン
を損傷する。この現象に対する燃料のアンチノック性は
オクタン価によって表される。市販されるガソリン燃料
のオクタン価は、通常、 普通ガソリン　・・・・・・８３オクタンスーパガソリ
ン・・・・・・９３オクタンであり、以下、単に前者を
レギュラー、後者をハイオクという。エンジンの熱効率
の点からはノック領域に入らない範囲でできる限り燃焼
速度を速くすることが必要であり、この点でノックが発
生しない限り点火時期を進めて燃焼を制御するエンジン
にあってハイオクはオクタン価が高（有利である。

ところで、ハイオクの使用を目的として設計されたエン
ジンを搭載した車両（以下、ハイオク車という）に、誤
ってレギュラーを使用した場合、あるいはハイオクが入
手できずやむを得ずレギュラーを使用した場合にはハイ
オク相当の十分なエンジン出、力を確保できなかったり
、あるいはノッキングが頻発して運転性が悪化する。ま
た、この逆に、レギュラーの使用を目的として設計され
たエンジンを搭載した車両（以下、レギュラー車という
）に、ハイオクを使用した場合では、ハイオクの利点（
アンチノック性）を有効に活かしきれない。そのため、
これらの課題を解決するために、予めレギュラー用とハ
イオク用の二つの制御マツプを用意しておき、使用燃料
のオクタン価に応じて自動的にマツプの切替を行うよう
にしている。

従来のこの種のエンジンの燃焼制御装置としては、例え
ば特開昭６０−２１２６７３号公報に記載のものがある
。この装置では、運転開始後、予め設定されたマツプ、
例えば、ハイオク車にあってはハイオクマツプ、レギュ
ラー車にあってはレギュラーマツプによって点火時期制
御を開始するとともに、レギュラー車では所定の判定領
域になると点火時期を一定の進角率で進角（以下、判定
進角という）していきノッキングが起きずに切替基準値
を超えると使用燃料がハイオクであるとしてハイオクマ
ツプに切替え、さらに、ハイオクマツプを使用中、ノッ
キングが起きると点火時期を遅角（リタード）し、遅角
量が切替のための最遅角値を超えると使用燃料がレギュ
ラーであるとしてレギュラーマツプに戻している。また
、ハイオク車でも同様にハイオクマツプ使用中にノッキ
ングが発生すると、使用燃料がレギュラーであるとして
、レギュラーマツプに切替える処理を行っている。

すなわち、ハイオク車ではエンジンの始動直後、ハイオ
クマツプに基づいて所定の点火時期制御を行い、またレ
ギュラー車ではエンジンの始動直後、レギュラーマツプ
に基づいて所定の点火時期制御を行い、そして、始動後
のノンキング発生状態によって実際の燃料の種別（ハイ
オクかレギュラーか）を判別し、適切な飾ツブへの切替
処理を実行している。したが？て、ハイオク車、レギュ
ラー車を問わずに、ハイオクあるいはレギュラーの何れ
の燃料でも自由に使用することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のエンジンの燃焼制御装
置にあっては、エンジンの始動直後に選択されるマツプ
がハイオク車、レギュラー車毎に固定となっていたため
、例えば、ハイオク車にレギュラーを使用してエンジン
を始動させると、まず、ハイオクマツプに基づいて点火
時期が決定されるので過進角となり、ノッキングが多発
する。

この場合、直ちにレギュラーマツプへの切替えが行われ
るので、以降の走行には支障とならないが、始動の都度
、必ずノッキングが発生することとなり、エンジンの耐
久性の面で好ましくない。あるいは、レギュラー車にハ
イオクを使用してエンジンを始動すると、まず、レギュ
ラーマツプに基づいて点火時期が決定され、所定回数の
進角補正の後、やつとハイオクマツプに切替えられる。

したがって、この切替までの間では、ハイオクとしての
機能を発揮することができないので、エンジンの出力向
上を充分に引き出せない。その結果、ハイオクを使用し
ているにもかかわらず、例えば、発進性能に何ら改善が
見られないといった問題点があった。

（発明の目的） そこで本発明は、エンジン停止直前に使用していたマツ
プがハイオク、レギュラーの何れであるかを確認し、こ
の確認結果をエンジン停止中も保持する上ともに、次回
の円ンジン始動後は、この確認したマツプから燃焼制御
を開始することにより、要求するオクタン価と異なった
燃料がハイオク車やレギュラー車に使用された場合でも
、エンジンの始動直後から使用燃料に応じた適切なマツ
プを選択し、始動直後のエンジンの運転性を向上させる
ことを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明によるエンジンの燃焼制御装置は上記目的達成の
ため、その基本概念図を第１図に示すように、エンジン
の運転状態を検出する運転状態検出手段ａと、エンジン
の始動および停止を検出する始動停止検出手段すと、エ
ンジンの運転状態に基づいてオクタン価の異なる燃料で
あるレギュラーおよびハイオク毎に燃焼状態を制御する
基本制御値を設定し、それぞれのマツプに格納するマツ
プ設定手段Ｃと、エンジンが停止すると、その直前に使
用していたマツプを確認し、該確認の結果をエンジン停
止中も保持して、次回にエンジンが始動したとき確認し
たマツプから燃焼制御を開始するように指令する指令手
段ｄと、指令手段ｄからの指令に応じてレギュラーマツ
プまたはハイオクマツプを選択し、選択したマツプの基
本制御値に基づいてエンジンの燃焼状態を制御する制御
値を演算する制御手段ｅと、制御手段ｅの出力に基づい
てエンジンの燃焼状態に関連するパラメータを操作する
燃焼操作手段ｆと、を備えている。

（作用） 本発明では、エンジン停止直前に使用されていたマツプ
がレギュラーあるいはハイオクの何れであるかが確認さ
れ、該確認の結果がエンジン停止中も保持されるととも
に、次回のエンジン始動後は、確認されたマツプから燃
焼制御が開始される。

したがって、エンジン始動直後のマツプが、実際の使用
燃料種別に対応したものとなり、ハイオク車にあっては
、始動直後のノッキングの回避が、また、レギュラー車
にあっては、始動直後の発進性能が改善される。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜４図は本発明の一実施例を示す図である。

まず、構成を説明する。第２図において、１はエンジン
であり、吸入空気はエアクリーナ２より吸気管３、スロ
ットルチャンバ４を経てインテークマニホールド５の各
気筒に対応するメインポート６およびサブポート７から
それぞれの気筒に供給され、燃料は噴射信号Ｓｉに基づ
きインジェクタ８により噴射される。各気筒には点火プ
ラグ９が装着されており、点火プラグ９には点火コイル
１０およびパワトラユニット１１からの高圧パルスＰｉ
が供給される。点火コイル１０およびパワトラユニット
１１は所定の点火時期に対応して出力される点火信号Ｓ
ｐに基づいて高圧パルスＰｉを発生させ、点火プラグ９
に供給する。上記点火プラグ９、点火コイル１０および
パワトラユニット１１はエンジン１の燃焼状態に関連す
るパラメータ（本実施例では点火時期）を操作する（点
火を実行するということ）燃焼操作手段１２を構成する
。なお、パラメータとしてはこの他に、例えば燃料噴射
量や過給圧がある。そして、気筒内の混合気は高圧パル
スＰｉによって着火、爆発し、排気となって排気管１３
を通して排出される。

ここで、吸入空気は各気筒に到達する前に種々の制御を
受ける。すなわち、吸気管３にはターボチャージャ２１
のコンプレッサ２２が配設されており、コンプレッサ２
２は排気管１３に配設されたタービン２３に連結される
。ターボチャージャ２１は排気によってタービン２３を
駆動し、これと連動するコンプレッサ２２により吸気を
過給する。ターボチャージャ２１の過給圧はスイングバ
ルブ２４およびスイングパルプコントローラ２５により
変えることができ、スイングパルプコントローラ２５へ
の制御圧力は過給圧制御信号Ｓｘに基づき過給圧制御ソ
レノイドバルフ゛２６により８周整される。ターボチャ
ージャ２１の下流ｍＡのスロットルチャンバ４内にはス
ロットルバルブ２７が設けられ、アイドル運転以外の吸
入空気量はスロットルバルブ２７により制御され、アイ
ドル運転時にはスロットルバルブ２７の上流側と下流側
とを連通ずるバイパス通路２８に設けられたＡＡＣバル
ブ２９およびＦｒＣＤソレノイドバルブ３ｏにより吸入
空気量が制御される。ＡＡＣパルプ２９はアイドル回転
数制御信号ＳＡによってその、マルブ開度が可変され、
吸入空気量を制御してエンジン１のアイドル回転数を目
標値に維持する。ＦＩＣＤソレノイドバルブ３０は所定
の補機負荷（例えば、エアコン）の作動とともにバルブ
を開き、吸入空気量をあらかじめ設定された量だけ増加
させてエンジン１のアイドル回転数を所定回転数りは上
昇させる。また、スロットルバルブ２７の上流側と下流
側とはエアレギュレータ３１を介して連通しており、エ
アレギュレータ３１はスロットルバルブ２７上流側の大
気を下流側に導入してインジェクタ８に働く燃圧を常に
一定に保つ。インテークリリーフバルブ３２はセーフテ
ィバルブであり、スロットルチャンバ４内の吸入空気圧
（過給圧）が異常に高圧のときインテークリリーフバル
ブ３２が開いてスロットルチャンバ４内部の吸入空気を
大気中に放出し、過給圧を安全圧力に減少させる。

スロットルチャンバ４内の吸入空気はインテークマニホ
ールド５から分岐してメインポート６およびサブポート
７に流入する。メインボート６は比較的大口径に形成さ
れたポートであり、そのポート内には可変吸気制御アク
チュエータ３３により開閉駆動されるパワーバルブ３４
が設けられる。可変吸気制御アクチュエータ３３にはプ
レイバルブ３５を介して可変吸気制御ソレノイドバルブ
３６から制御負圧が供給されており、可変吸気制御ソレ
ノイドバルブ３６はチエツクバルブ３７およびバキュー
ムタンク３８を介して導かれるスロットルバルブ２７下
流側の吸入負圧をパワーバルブ切換信号Ｓｖに基づき大
気側に漏出（リーク）することによって、可変吸気制御
アクチュエータ３３に供給する制御負圧を変える。可変
吸気制御アクチュエータ３３はこの制御負圧に応動し、
パワーバルブ３４を開閉する。

一方、サブポート７は小口径で、かつメインポート６よ
りも全長が長く形成される。そして、エンジン１の運転
状態が低速のときはパワーバルブ３４が閉じられて、吸
入空気はサブポート７を流れ、その形状により流速が高
められて慣性過給効果により充填効率が高められトルク
の増大が図られる。

また、運転状態が高速のときはパワーバルブ３４が開か
れて、メインポート６およびサブポート７の両方を通過
して吸入空気が流れ、これにより吸気抵抗が減少して高
出力化が図られる。

エンジン１の運転状態は次の各センサにより検出される
。すなわち、スロットルバルブ２７の開度ＴＶＯはスロ
ットルセンサ４１により検出され、冷却水の温度７’ｗ
は水温センサ４２により検出され、さらに、エンジン１
本体に発生するノック振動Ｖｔはノックセンサ４３によ
り検出される。また、エンジン１のクランク角はクラン
ク角センサ４４により検出され、クランク角センサ４４
はクランク角の１゜に対応する単位信号１°ＣＡと、気
筒識別用の気筒参照信号Ｒｅｆを出力する。上記スロッ
トルセンサ４１、水温センサ４２およびクランク角セン
サ４４は運転状態検出手段４５を構成している。

４６はイグニッションキースイッチであり、イグニッシ
ョンキースイッチ４６はエンジン１の始動時や停止時な
どに操作され、例えば、既設の〔ＯＮ〕端子からエンジ
ン始動／停止信号Ｅ　Ｎ　Ｇ　ＯＮ１０ＦＦが取り出さ
れる。このエンジン始動／停止信号Ｅ　Ｎ　Ｇ　０Ｎ１
０ＦＦはイグニッションキースイッチ４６を操作してエ
ンジンを始動させると、所定のプラス電圧で出力され、
エンジンを停止させると０■となるような変化を示す。

したがって、このイグニッションキースイッチ４６はエ
ンジン１の始動および停止を検出する始動停止検出手段
としての機能を有している。なお、イグニッションキー
スイッチ４６からの信号の取り出しは、（ＳＴＡＲＴ）
端子からエンジンの始動を示す信号を、（Ａ　ＣＣ）位
置からエンジンの停止を示す信号を、それぞれ個別に取
り出すようにしてもよい。また、前述のクランク角セン
サ４４から出力される単位信号１゛ＣＡの変化によって
エンジン１の回転／停止を検出してもよい。

５０はコントロールユニットであり、コントロールユニ
ット５０はマツプ設定手段、指令手段および制御手段と
しての機能を有し、ＣＰ　Ｕ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ
５３およびＩ１０ボート５４により構成される。ＣＰ　
Ｕ５１はＲＯＭ５２に書き込まれているプログラムに従
ってＩ１０ポート５４より必要とする外部データを取り
込んだり、またＲＡＭ５３との間でデータの授受を行っ
たりしながらエンジンの燃焼制御に必要な処理値を演算
し、必要に応じて処理したデータをＩ１０ボート５４へ
出力する。Ｉ／。

０ポート５４には上記各センサ４１〜４４やイグニッシ
ョンキースイッチ４６からの信号が入力されるとともに
、Ｉ１０ポート５４からは前記各信号Ｓｉ、Ｓｐ、Ｓｘ
、ＳＡ、Ｓｖが出力される。ＲＯＭ５２はＣＰＵ５１に
おける演算プログラムやレギュラーマツプ、ハイオクマ
ツプ等を格納し、また、Ｒ，Ａ　Ｍ２Ｓは演算に使用す
るデータや演算結果等を一時的に格納するとともに、一
部はバッテリバックアップされ記憶内容のｍＭ的保護が
なされている。

次に、作用を説明する。

第３．４図はコントロールユニット５０のＲＯＭ５２に
格納されたプログラムのフローチャートであり、第３図
はエンジン停止直後に実行される燃焼制御（後）処理プ
ログラム（以下、「後プログラム」という）を示し、ま
た、第４図はエンジン始動直後に実行される。燃焼制御
（前）処理プログラム（以下、「前プログラム」という
）を示す。

最初に第３図の「後プログラム」から説明する。

まず、運転者によりイグニッションキーが「ＯＮ」から
ｒＡｃｃＪ位置へあるいはｒＬＯｃＫＪ位置へと操作さ
れると、エンジン１が停止するとともに、イグニッショ
ンキースイッチ４６からのエンジン始動／停止信号Ｅ　
Ｎ　Ｇ　ｏｓｙｏｙｖが所定のプラス電位から０■に変
化し、Ｐｌでこの変化に基づいてエンジン１の停止を検
出する。次いで、Ｐ２ではエンジン１の停止前に実行し
ていた後述の燃焼制御プログラムで使用中のマツプを点
検し、このマツプがハイオクマツプであったか否かを判
別する。そして、ハイオクマツプであった場合は、Ｐ３
でマツプ指標に“１″をセットし、あるいはハイオクマ
ツプでなかった場合（すなわち、レギュラーマツプであ
った場合）は、Ｐ４でマツプ指標に“０”をセットする
。なお、上記Ｐ３、Ｐ４ではマツプ指標のセットと同時
に、図示しない所定のメモリエラー指標に“１”がセン
トされる。

これら、マツプ指標およびメモリエラー指標は、何れも
ＲＡＭ５３の所定のアドレスを指定して予め害すリ当て
られたものであり、バッテリバックアップされている。

以上のようにマツプ指標およびメモリエラー指標のセッ
トが完了すると、Ｐ、に進み、コントロールユニット５
０の電源をＯＦＦにする命令を実行し、「後プログラム
」を終了する。

したがって、エンジン停止中のバッテリバックアップさ
れたマツプ指標には、停止直前に使用していたマツプの
種別を確認した結果に応じて“１”あるいは“Ｏ”がセ
ットされ、′１″の場合は使用マツプがハイオクマツプ
であったことを示し、また、“０″の場合は使用マツプ
がレギュラーマツプであったことを示している。

次に、第４図の「前プログラム」について説明する。ま
ず、ｐＨでエンジン始動／停止信号ＥＮｃｏＮｚｏｙｙ
に基づいてエンジン１の始動を検出し、Ｐｌ２でメモリ
エラー指標に“１”がセットされているか否かを点検す
る。すなわち、エンジン１の停止中や始動時に何らかの
原因でＲＡＭ５３のバッテリバックアンプエリアへの電
源が断たれたりした場合、メモリエラー指標は前述の「
後プログラム」で“１”がセットされていたにもかかわ
らず、０”にリセットされる。したがって、このメモリ
エラー指標を点検することにより、バッテリハックアッ
プエリアの良否を判別することができ、この判別結果か
らマツプ指標のセント内容の真偽が判定できる。すなわ
ち、メモリエラー指標が“０”ならば、何からの原因で
バッテリバックアップエリアへの電源が断たれたとして
、以降マツプ指標を参照せず、Ｐｌ’ｌｌに進んでレギ
ュラーマツプを選択し、所定の進角ステップで息角時期
を進めて行き切替基準値を超えてもなおノッキングが発
生しないときは使用燃料がハイオクであるとしてハイオ
クマツプへ切替え、Ｐｌ４のハイオク制御へ移行する。

あるいは切替基準値以下でノンキングが発生した場合は
、使用燃料がレギュラーであるとしてｐｕｓのレギュラ
ー制御へ移行する。なお、ｐＨで、単にハイオク車か否
かを判別し、この判別結果によってハイオク制御あるい
はレギュラー制御に切替えた後、実際の使用燃料の判別
を行うようにしてもよい。

一方、前記、ＰＩ２でメモリエラー指標＝“１”の場合
は、ハソテリバソクアノプエリアが正しく状態を保持し
ていたので、ＰＩ６に進み、バッテリバックアップエリ
ア内に保持されていたマツプ指標を点検する。点検の結
果、“１”であれば、前回のエンシフ１作動中に用いら
れたマツプはハイオクマツプであり、この場合、使用さ
れていた燃料も勿論ハイオクである。また、点検の結果
、“０”であれば、この逆に、レギュラーマツプとなり
燃料もレギュラーとなる。したがって、これらの点検結
果に基づいて、Ｐ＋ａ、ＰＩ３のハイオク制御およびレ
ギュラー制御の何れかを実行することにより、エンジン
１の始動直後から使用燃料の種別に対応した適切なマツ
プを選択することができる。その結果、ハイオク車にレ
ギュラーを用いた場合には、始動直後のノンキングが回
避され、あるいは、レギュラー車にハイオクを用いた場
合には、始動直後の例えば発進性能の改善が図られる。

（効果） 本発明によれば、エンジン停止直前に使用していたマツ
プがハイオク、レギュラーの何れであるかを確認し、こ
の確認結果をエンジン停止中も保持するとともに、次回
のエンジン始動後は、この確認したマツプから燃焼制御
を開始することができ、要求オクタン価と異なった燃料
をハイオク車やレギュラー車に使用した場合でも、エン
ジンの始動直後から使用燃料に応じた適切なマツプを選
択することができる。

したがって、ハイオク車にレギュラーを使用した場合の
ノッキングが回避され、また、レギュラー車にハイオク
を使用した場合の発進性能が改善されてエンジンの運転
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、 第２〜４図は本発明に係るエンジンの燃焼制御装置の一
実施例を示す図であり、 第２図はその全体構成図、 第３図はその燃焼制御（後）プログラムのフローチャー
ト、 第４図はその燃焼制御（前）プログラムのフローチャー
トである。 １２・・・・・・燃焼操作手段、 ４５・・・・・・運転状態検出手段、 ４６・・・・・・イグニッションキースイッチ（始動停
止検出手段）、 ５０・・・・・・コントロールユニット　（マツ７”　
設定手段、指令手段、制御手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
   、 ｂ）エンジンの始動および停止を検出する始動停止検出
   手段と、 ｃ）エンジンの運転状態に基づいてオクタン価の異なる
   燃料であるレギュラーおよびハイオク毎に燃焼状態を制
   御する基本制御値を設定し、それぞれのマップに格納す
   るマップ設定手段と、 ｄ）エンジンが停止すると、その直前に使用していたマ
   ップを確認し、該確認の結果をエンジン停止中も保持し
   て、次回にエンジンが始動したとき確認したマップから
   燃焼制御を開始するように指令する指令手段と、 ｅ）指令手段からの指令に応じてレギュラーマップまた
   はハイオクマップを選択し、選択したマップの基本制御
   値に基づいてエンジンの燃焼状態を制御する制御値を演
   算する制御手段と、 ｆ）制御手段の出力に基づいてエンジンの燃焼状態に関
   連するパラメータを操作する燃焼操作手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。