JPH0419382B2

JPH0419382B2 -

Info

Publication number: JPH0419382B2
Application number: JP57045552A
Authority: JP
Inventors: Mikio Suzuki; Masafumi Yamazaki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-03-24
Filing date: 1982-03-24
Publication date: 1992-03-30
Also published as: JPS58162767A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃機関においてアルコールをガソリ
ン等の主燃料に混合した燃料を使用する場合の点
火時期を良好に制御するようにした装置に関す
る。

ガソリン等を燃料とする火花点火式内燃機関の
点火装置としては、例えば第１図に示すようなも
のがある。図において、バツテリ１からイグニツ
シヨンスイツチ２を介して点火コイル３に供給さ
れる１次電流は、機関によつて回転駆動されるデ
イストリビユータ４の断続部により断続される。
該１次電流の断続によつて点火コイル３に発生す
る高圧の２次電圧は、デイストリビユータ４配電
部によりこれに接続される各気筒の点火プラグ５
の電極間に順次印加され、該電極間に発生するス
パーク放電によつて点火を行うようになつてい
る。ここで、点火時期は、デイストリビユータ４
に内蔵するフライウエイトの作動によりデイスト
リビユータ４の回転速度（機関回転速度に比例）
で決定される遠心進角分と、スロツトルバルブ近
傍のVC負圧に応じて作動する負圧進角制御装置
により決定される負圧進角分との合計分を進角さ
せることにより良好な燃焼が得られるように制御
される。

ところで近年、原油資源への依存度を減少する
目的で自動車等の内燃機関の燃料としてガソリン
等の主燃料にアルコールを混合した燃料（以下ア
ルコール混合燃料という）を使用することが試み
られている。

しかしながら、前記従来の点火装置は純粋のガ
ソリンを燃料として使用する場合のみに適合する
ように点火進角制御特性が設定されているため、
アルコール混合燃料を使用した場合、アルコール
の高オクタン価特性（例えばメタノールの場合１
０６RON）を活かすことができず、機関低回転
高負荷領域での出力及び燃費の向上、また機関
低・中負荷領域での燃費の向上等を図ることがで
きなかつた。更に、アルコール混合燃料の供給ル
ートは現在確立しておらず、アルコール混合割合
は一定でない。このような燃料を内燃機関に供給
することは、出力、トルク特性等運転性の点で好
ましいものではない。

このため、点火時期をアルコール濃度に応じて
補正するようにしたものがある（特開昭56−
165772号公報，特開昭56−66424号公報等参照）。
しかしながら、これらのものは運転状態とは無関
係にアルコール濃度に応じた補正が一律になされ
るが、実際には運転状態に応じてアルコール濃度
に対する補正を変えることが好ましく、負荷によ
つては濃度に対して、進角と遅角とを逆転して補
正すべき領域もあることが本願出願人の検討によ
り明らかにされ、したがつて、前記従来方式では
良好な点火時期制御を行えないことが、判明し
た。

本発明はかかる従来の問題点を鑑み為されたも
ので、アルコール混合燃料を使用する場合には燃
料中のアルコール濃度と機関運転状態との関数に
応じて進角量を補正制御することにより、アルコ
ールの特性を活かした最適な点火時期に制御して
全運転領域にわたつて運転性能を向上できるよう
にした内燃機関の点火時期制御装置を提供するこ
とを目的とする。

以下に本発明を図示実施例に基づいて詳細に説
明する。

第２図は本発明の一実施例の全体構成を示す。
但し、第２図で第１図の従来例と同一の構成要素
には同一符号を付して説明を省略する。

図において、燃料タンク６の底部に、ガソリン
とアルコールの誘電率の差を利用し静電容量の変
化によつてアルコール濃度を検出するように構成
されたアルコール濃度センサ７を配設すると共
に、機関負荷をスロツトルバルブの開度によつて
検出するスロツトル開度検出スイツチ８及び機関
回転速度を検出する回転速度検出スイツチ９を設
け、これらセンサ７及びスイツチ８，９を夫々コ
ントロールユニツト１０の入力端子に接続する。
ここで前記スロツトル開度検出スイツチ８の代り
に吸入負圧の検出によつて機関負荷を検出する吸
入負圧検出スイツチ等を設けてもよい。更にスイ
ツチ８，９の代わりに、機関の運転状態パラメタ
を検出することのできるセンサを用いることも可
能である。また、前記コントロールユニツト１０
の出力端子にはデイストリビユータ４の進角駆動
部の入力端子を接続する。その他、デイストリビ
ユータ４、点火コイル３及び点火プラグ５の配線
は従来と同様である。また、純粋のガソリンを使
用する場合に適合する点火時期の基準進角量は、
デイストリビユータ４のフライウエイトによる遠
心進角分とVC負圧による真空進角分とで従来同
様に設定される。

そして、前記コントロールユニツト１０は、イ
グニツシヨンスイツチ２を介して接続されるバツ
テリ１から電力を供給されて作動し、前記アルコ
ール濃度センサ７、スロツトル開度検出スイツチ
８及び回転速度スイツチ９からの各信号に基づく
制御出力をデイストリビユータ４の進角駆動部に
供給して前記基準進角量を補正制御するようにな
つている。

次に、前記コントローラ１０による具体的な作
動を第３図に示すブロツクダイヤグラムにしたが
つて順次説明する。コントローラ１０は発振回路
１０ａ、Ｆ−Ｖ（周波数−電圧）変換器１０ｂ、
演算部１０ｃ及び駆動部１０ｄを備えて構成され
る。

アルコール濃度センサ７は、第４図に示すよう
にタンク６内に貯溜された燃料のアルコール濃度
が増大するにしたがつて、その静電容量Ｃが減少
する。このため発振回路（Ｌ−Ｃ回路）から発振
される周波数は、第５図に示すように発振回路１
０に接続されたアルコール濃度センサ７の静電容
量Ｃが増大するにしたがつて減少する。即ち、ア
ルコール濃度が増大するにしたがつて発振周波数
が増大するわけである。

発振回路１０ａから出力された信号はＦ−Ｖ変
換器１０ｂに入力され、ここで該信号の周波数に
比例した電圧、従つてアルコール濃度に比例した
電圧に変換されるが、同時に該変換器１０ｂに内
蔵された反転回路により、スロツトル開度検出ス
イツチ８からの入力信号に基づいて機関負荷が設
定値以上の高負荷領域では前記変換電圧がそのま
ま出力され、一方、機関負荷が設定値未満の低・
中負荷領域では前記変換電圧が、アルコール濃度
が０のとき、即ちガソリン100％のときの基準変
換電圧V₀に対し反転して出力されるようになつ
ている（第６図参照）。

Ｆ−Ｖ変換器１０ｂの出力電圧は演算部１０ｃ
に入力され、該演算部１０ｃは回転速度検出スイ
ツチ８からの信号に基づき、前記出力電圧に回転
速度に応じた調整係数を乗じて補正進角量に対応
する補正制御電圧を演算し、この演算信号を駆動
部１０ｄへ出力する。

駆動部１０ｄは、演算部１０ｃからの演算信号
を実際の補正制御電圧に変換した後、デイストリ
ビユータ４の進角制御部に出力する。前記回転速
度による補正進角量の調整は、具体的には次のよ
うに行われる。即ち、Ｆ−Ｖ変換器１０ｂからの
出力電圧がV₀を上回る高負荷領域においては、
機関回転速度が約2000rpmを上回る場合は調整係
数≒０として実質的に進角補正を行わないが、
2000rpm以下の場合は回転速度の減少に従つて調
整係数を増大させることにより補正進角量を増大
するように設定する。また、Ｆ−Ｖ変換器１０ｂ
からの出力電圧がV₀以下の低・中負荷領域では
機関回転速度の全域に亘つて調整係数を略一定
か、または高速域で若干増大するように設定し、
全回転速度域で遅角補正が為されるようにする。
従つて最終的に、デイストリビユータ４によつて
制御される補正進角量は第７図に示すようにな
る。そして、点火時期は、前記した基準進角量に
前記補正進角量を加算した値を制御進角量として
設定することにより制御される。

第８図Ａ，Ｂは、本実施例に係る点火装置を備
えた内燃機関における全負荷運転時の点火時期制
御特性M.B.T及び該点火時期制御によるトルク
特性を、アルコールとして一般的なメタノールを
ガソリンに15％混合した燃料（以下M15）とい
う）を使用した場合と、純粋のガソリンを使用し
た場合とで比較したものを示す。図であきらかな
ように、機関回転速度が2000rpm以下の低回転領
域においては、M15を使用した場合（図中Ａ及び
Ｃ特性）には、アルコール濃度に応じて前記した
進角補正が為されることにより、ガソリンを使用
した場合（図中Ｂ及びＤ特性）に比較して、機関
トルクを大幅に向上できるのである。また、該機
関トルクの向上にともなつて燃費も向上する。

一方、第９図及び第１０図は、夫々同上の機関
における低・中負荷運転時の最良の燃費が得られ
るときの点火時期制御特性Ｍ，Ｂ，Ｔ及び該制御
時における燃費性能をM15を使用した場合とガソ
リンとを使用した場合とで比較したものを示す。
M15を使用した場合（図中Ｄ及びＦ特性）は機関
回転速度の全域に亘つて遅角補正が為されること
により、特に2000rpm以下の回転領域での燃費が
ガソリン燃料を使用した場合に比較して大幅に向
上することが明らかである。

勿論、純粋のガソリンを使用する場合は、補正
進角は行われず基準進角値がそのまま制御進角値
となつて点火時期が制御されるため、従来のガソ
リン機関同様良好な運転性能が得られる。

尚、本実施例では、点火時期の基準進角値をコ
ントロールユニツト外部において、デイストリビ
ユータの回転速度とVC負圧との検出によつて設
定する構成としたが、コントロールユニツトで基
準進角値と補正進角値とを加算して最終的な制御
進角値を設定する構成としても良く、このように
すればデイストリビユータ内部のフライウエイト
機構や真空進角装置が不要となる。この場合に
は、例えば第３図において、演算部にスロツトル
開度スイツチの信号を鎖線で示す如く入力させる
ことにより、演算部で、負荷と機関回転速度に基
づいて算出した基準進角値とＦ−Ｖ変換器からの
信号に基づいて算出した補正進角値とを加算して
制御進角値を求めるようにすればよい。

以上説明したように本発明によれば、燃料中の
アルコール濃度を検出すると共に、機内運転状態
を検出して、機関の低回転高負荷領域では、アル
コール以外の主燃料に適合して設定された基準点
火進角量をアルコール濃度に応じて進角補正する
ことにより機関トルク及び燃費を向上させること
ができる。また、低・中負荷領域においてアルコ
ール濃度に応じて前記基準点火進角量を遅角補正
することによりさらに燃費を向上させることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の点火装置の一例を示す構成図、
第２図は本発明の一実施例を示す構成図、第３図
は同上実施例のブロツクダイヤグラムを示す図、
第４図は同上実施例に使用されるアルコール濃度
センサの静電容量特性を示す線図、第５図は同上
実施例に使用されるコントロールユニツト内部の
発振回路における発振周波数特性を示す線図、第
６図は同上のコントロールユニツト内部のＦ−Ｖ
変換器における出力電圧特性を示す図、第７図は
補正進角制御特性を示す線図、第８図Ａ，Ｂは
夫々同上実施例における全負荷運転時の点火時期
特性とトルク特性を示す線図、第９図は同上実施
例における低・中負荷運転時の点火時期特性を示
す線図、第１０図は同上の低・中負荷運転時にお
ける燃費特性を示す線図である。１…バツテリ、２…イグニツシヨンスイツチ、
４…デイストリビユータ、７…アルコール濃度セ
ンサ、８…回転速度検出スイツチ、９…スロツト
ル開度検出スイツチ、１０…コントロールユニツ
ト。

Claims

【特許請求の範囲】

１アルコールを主燃料に混合した燃料を使用で
きる内燃機関において、燃料中のアルコール濃度
を検出する手段と、機関の運転状態を検出する手
段と、これら各検出手段からの信号に基づき主燃
料のみを使用する場合に合わせて設定された点火
時期の基準進角量を、燃料中にアルコールが検出
された場合、機関の高負荷低回転領域では、アル
コール濃度の変化方向に対しては該濃度が高いほ
ど進角方向の補正量を大きくし、又、機関回転数
の変化方向に対しては機関回転数が低いほど進角
方向の補正量を大きくして補正制御すると共に、
機関の低中負荷領域ではアルコール濃度が高いほ
ど遅角方向の補正量を大きくして補正制御する補
正制御手段と、を設けて構成したことを特徴とす
る内燃機関の点火時期制御装置。