JPH0447166A - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の点火時期制御装置に関し、特に点火
時期を制御してノッキングを回避する装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に、火花点火式内燃機関をある燃料で運転し、圧縮
比を上げたり、点火時期を早くしたりするとノッキング
を発生し、機関の過熱と性能低下を来し、さらには機関
を損傷する。この現象に対する燃料の対アンチノック性
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、 レギュラーガソリン　・・・・・・　約９１オクタンハ
イオクガソリン　・・・・・・　約９８オクタンである
。

内燃機関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
の点でノッキングか発生しない限り点火時期を進めて燃
焼を制御する内燃機関にあってはハイオクガソリンはオ
クタン価が高く有利である。

ところで、ハイオクガソリンの使用を目的として設計さ
れた内燃機関に、過ってレギュラーガソリンを使用した
場合、あるいはハイオクガソリンが入手できず、やむを
えずレギュラーガソリンを使用した場合にはハイオクガ
ソリン相当の十分な機関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したりする。

この課題を解決するために、予めレギュラーガソリン用
とハイオクガソリン用の２つの燃焼制御用のマツプを用
意しておき、使用燃料のオクタン価に応じて自動的にマ
ツプを切り換えて点火時期制御を行うようにしたものが
ある。

この種の装置では、運転開始後、高オクタン価の燃料に
対応して予め設定されたハイオクマツプによって点火時
期制御を行うと共に、所定の判定領域になると点火時期
を一定の遅角率で遅角していき、ノッキングが発生し切
換制御値を超えると、低オクタン価の燃料に対応して設
定されたレギュラーマツプに切り換えている。また、レ
ギュラーマツプ使用中に、ノッキングが発生しないと点
火時期を進角し、進角量が切り換えのための最進角量を
超えるとハイオクマツプに戻している。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の内燃機関の点火時期制
御装置にあっては、第４図に示すように、実際の燃料か
レギュラーガソリンである場合には走行途中においてハ
イオクマツプからレギュラーマツプに切り換えられて点
火時期制御か行われるが、−度機関が運転停止されると
、次回運転開始時にはハイオクマツプによる点火時期制
御が先ず実行され、その後レギュラーマツプに切り換え
る制御が行われる。

このために、所定の判定領域（ノック制卸領域）に入っ
た初期には非常に大きなノッキングが発生することがあ
り、機関の過熱と性能低下を来し、最悪の場合は排気温
度上昇による機関の損傷を招く惧れかあった。

さらに前記マツプは標準状態における燃焼室内の吸入空
気状態に基づいて設定されているため、例えば機関冷却
水温度か高いことや湿度か低いことに起因する燃焼室内
の吸入空気温度上昇により、ノッキングがより発生し易
くなるという問題もある。

本発明はこのような従来の実情に鑑みてなされたもので
、レギュラーガソリン及びハイオクガソリンのどちらを
も使用できる内燃機関において、機関運転開始時の点火
時期を最適時期に制御できる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。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、第１図に示すように、機関運転状
態に応じて基本点火時期設定手段により設定される基本
点火時期をノッキング検出手段により検出されるノッキ
ングの発生状態に応じて進遅角補正する進遅角補正、手
段を備えると共に、該進遅角補正手段における進遅角補
正量を判定用の基準値と比較して使用燃料を判定する判
定手段を備えてなる内燃機関の点火時期制御装置におい
て、 機関運転停止直前における進遅角補正量を記憶する進遅
角補正量記憶手段と、期間運転開始時に前記進遅角補正
量記憶手段に記憶された進遅角補正量を環境状態に応じ
て補正し、該補正値を進遅角補正量の初期値として設定
する進遅角補正量初期値設定手段と、を備えた構成とす
る。

〈作用〉 ノッキングが発生し易い機関運転状態では進遅角補正手
段により基本点火時期か遅角方向に制御される。

そして、機関運転開始時には、機関運転停止直前におけ
る進遅角補正量を環境状態に応じて補正し、該補正値を
進遅角補正量の初期値として設定するため、−度機関が
運転停止されても、次回運転開始時には運転開始時から
ノッキングの発生状態に応じて進遅角補正する進遅角補
正手段か作用を奏することができる。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第２図において、内燃機関１には
、エアクリーナ２．吸気ダクト３．スロットルチャンバ
４及び吸気マニホールド５を介して空気が吸入される。

吸気ダクト３には、エアフローメータ６が設けられてい
て、吸入空気流量Ｑを検出する。スロットルチャンバ４
には図示しないアクセルペダルと連動するスロットル弁
７が設けられていて、吸入空気流量Ｑを制御する。前記
スロットル弁７には、その開度ＴＶＯをポテンショメー
タにより検出するスロットルセンサ１５が付設されてい
る。

吸気マニホールド５には、各気筒毎に電磁式の燃料噴射
弁８が設けられていて、図示しない燃料ポンプから圧送
されプレッシャレギュレータにより所定の圧力に制御さ
れる燃料を吸気マニホールド５に噴射供給する。

燃料噴射量の制御は、マイクロコンピュータ内蔵のコン
トロールユニット９において、エアフローメータ６によ
り検出される吸入空気流量Ｑと、ディストリビュータ１
３に内蔵されたクランク角センサ１０からの信号に基づ
き算出される機関回転速度Ｎとから基本燃料噴射量Ｔｐ
＝ＫｘＱ／Ｎ　（Ｋは定数）を演算し、スロットルセン
サ１５により検出されるスロットル弁開度ＴＶＯに基づ
く機関アイドル運転状態や冷却水温度センサ１４により
検出される冷却水温度Ｔｗ等に基づいて、前記基本燃料
噴射量Ｔｐを補正して最終的な燃料噴射量Ｔｉを設定し
、この燃料噴射量Ｔｉに相当するパルス巾の駆動パルス
信号を機関１の回転に同期して燃料噴射弁８に出力する
ことにより、機関１に所定量の燃料か噴射供給されるよ
うになっている。

また、機関１の各気筒には各々点火栓１１か設けられて
いて、これらには点火コイル１２にて発生する高電圧が
ディストリビュータ１３を介して順次印加され、これに
より火花点火して混合気を着火燃焼させる。ここで、点
火コイル１２はそれに付設されたパワートランジスタ１
２ａを介して高電圧の発生時期か制御されるようになっ
ている。従って、点火時期（進角値）ＡＤＶの制御は、
パワートランジスタ１２ａのオン・オフ時期をコントロ
ールユニット９からの点火信号で制御することにより行
う。

コントロールユニット９は、前記基本燃料噴射量Ｔｐと
機関回転速度Ｎとにより区分される複数の運転領域毎に
ＲＯＭに記憶しであるアップから、当該運転条件に対応
する基本点火時期ＡＤＶｏを検索して求めると共に、所
定のノッキング検出運転領域においては、圧電素子によ
りノッキングを検出するノッキング検出手段としてのノ
ッキングセンサ１４からの検出信号に基づいてノッキン
グの有無を判別して進遅角補正を行い、最終的な点火時
期ＡＤＶを設定し、該設定点火時期ＡＤＶに基づいてパ
ワートランジスタ１２ａに点火制御信号を出力する。

尚、水温センサ１６．吸気温度センサ１７及び湿度セン
サ１８が設けられ、これらの検出信号もコントロールユ
ニット９に入力されている。

ここで、コントロールユニット９により行われる点火時
期ＡＤＶのノッキング検出に基づく進遅角制御を、第３
図のフローチャートに示すプログラムに従って説明する
。

第３図のフローチャートに示すプログラムは、クランク
角センサ１０の基準クランク角毎（４気筒内燃機関では
１８０°毎）のリファレンス信号ＲＥＦか出力される毎
に実行される。

ステップ１（図ではＳｌと記す。以下同様）では、ノッ
キングセンサ１４からの機関振動信号をノッキングを発
生し易い設定クランク角期間積分した値ｋｎ／ｓ　（別
ルーチンで求められる）、水温センサ１６からの水温信
号Ｔｗ、吸気温度センサ１７からの吸気温度信号Ｔａ、
湿度センサ１８からの湿度信号ＨＯ，クランク角センサ
１０からの機関回転速度信号Ｎ、スロットルセンサ１５
からのスロットル弁開度信号ｒｖｏ、エアフロメータ６
からの吸入空気流量信号Ｑが入力される。

ステップ２では、エンジンかキーオフからキーオンされ
た直後の再スタート状態か否かを判断する。

再スタート状態であると判断された場合は、ステップ３
に進み、後述するキーオフされる直前の進遅角補正量Ｘ
をスタート時の環境により補正する。

即ち、水温Ｔｗに対する補正係数にア１．吸気温度Ｔａ
に対する補正係数に□、、及び湿度ＨＯに対する補正係
数Ｋ　ＨＱを、各々マツプテーブルから検索する。ここ
で、補正係数Ｋ　ＴＶは水温Ｔｗか低い時に大きく水温
Ｔｗか高くなるほど小さくなる特性、補正係数にア、は
吸気温度Ｔａが低い時に大きく吸気温度Ｔａか高くなる
ほど小さくなる特性、補正係数Ｋ　ＨＯは湿度ＨＯが高
くなるほど大きくなる特性に各々設定されている。

そして、前記進遅角補正量Ｘを各種の補正係数Ｋ　Ｔｗ
＋　Ｋ　？　ｍ及びＫ　１４０を乗じて補正することに
より、最終的な進遅角補正量Ｘｃを設定し、同時にこの
進遅角補正量Ｘ。をＸと置き換える。

即ち、ステップ２及び３か進遅角補正量初期値設定手段
の機能を奏する。

尚ステップ２において、再スタート状態で無いと判断さ
れた場合は、ステップ４に進む。

ステップ４では、機関回転速度Ｎと負荷（例えば基本燃
料噴射量Ｔｐ）とに基づいてノッキングを発生し易いノ
ッキング検出を要求される運転領域であるかを判定する
。

ノッキング検出要求領域でないと判定された場合はステ
ップ５に進み、進遅角補正量Ｘを０に設定した後ステッ
プ１５へ進み、機関回転速度Ｎと負荷（例えば基本燃料
噴射量Ｔｐ）から基本点火時期ＡＤＶ、を設定する。

また、ステップ４でノッキング検出要求領域であると判
定された場合にはステップ６へ進み、ノッキングセンサ
１４の検出信号ｋｓｉを過去の加重平均値と適当な重み
付けで加重平均演算してＢＧＬを求める。

ステップ７では前記ＢＧＬに加算されるスライスレベル
ＳＬを機関回転速度Ｎに基づいて１次元マツプテーブル
からの検索等によって設定する。

ステップ８では、機関振動の積分値ｋｎ／ｓのレベルと
ステップ６で演算したＢＧＬにステップ７て設定したス
ライスレベルＳＬを加算して得られる判定レベルとの大
小を比較する。

この結果、ｋｎ／ｓ＞　Ｂ　Ｇ　Ｌ　＋ＳＬの場合はス
テップ９へ進んで進遅角補正量Ｘを現在値から遅角補正
量αを減少した値で更新し、ｋｎ／ｓ≦ＢＧＬ十ＳＬの
場合はステップ１０へ進み、進遅角補正量Ｘを進角補正
量βを加算した値で更新する。以上ステップ６〜ステツ
プ１０までの機能が進遅角補正手段に相当する。

次いでステップ１１へ進み、後述する使用燃料の判定で
レギュラーガソリンと判定された時に１にセットされ、
当該運転の終了によって０にリセットされるフラグＦの
値を判定する。

当初Ｏとなっている時はステップ１２へ進み、前記進遅
角補正量Ｘと比較されてレギュラーガソリンであるか否
かを判定するための基準値ＡＤＶｃを、機関回転速度Ｎ
と負荷（例えば基本燃料噴射量Ｔｐ）とに基づいてマツ
プテーブルからの検索等により設定する。また、フラグ
Ｆが１と判定された時には再度使用燃料の判定を行うこ
となくステップ１５へ進む。

次いで、ステップ１３へ進みステップ９又は１ｏで設定
された進遅角補正量Ｘと前記ステップ１２で設定された
基準値ＡＤＶｃとの大小を比較する。

そして、ｌ　Ｘ　ｌ　＞　ＡＤＶ、である場合には遅角
方向への制御量が大きくレギュラーガソリンを使用して
いると判定してステップ１４へ進み、基本点火時期のマ
ツプテーブルをハイオクガソリン用のものから大きく遅
角側に設定されているレギュラーガソリン用のものへ切
り換えると共に、フラグＦを１にセットした後ステップ
１５へ進む。また、ステップ１３てＩＸＩ≦ＡＤＶｃで
あると判定された場合はステップ１４をジャンプしてス
テップ１５へ進む。

即ち、ステップ１２及びステップ１３か判定手段の機能
を奏する。

ステップ１５ては、ハイオクガソリン使用と判定されて
いる間はハイオクガソリン用のマツプテーブル、レギュ
ラーガソリン使用と判定された場合はレギュラーガソリ
ン用のマツプテーブルを用いて基本点火時期ＡＤＶ。を
検索する。このステップ１５の機能か基本点火時期設定
手段に相当する。

次いで、ステップ１６では最純的な点火時期ＡＤＶを、
前記基本点火時期ＡＤＶ。に進遅角補正量Ｘを加算した
値で設定する。このステップ１６の機能がノッキング制
御手段に相当する。

ステップ１７では、設定された点火時期ＡＤＶをレジス
タにセットする。これにより、設定された点火時期ＡＤ
Ｖに点火信号か点火コイル１２に出力されて点火栓１１
による点火か行われる。

ステップ１８では、機関振動の積分値ｋｎ／Ｓを０リセ
ツトする。

ステップ１９では機関回転速度Ｎにより、エンジンかキ
ーオフされてエンジンが停止したか否かを判断する。

そして、エンジンか停止したと判断されるとステップ２
０に進み、ステップ１１において判定した使用燃料にか
かるフラグＦを再度判定する。

そして、フラグＦがＦ＝１即ちレギュラーガソリンと判
定された時にはステップ２１に進み、ステップ９及びス
テップ１０で更新した進遅角補正量Ｘを、ハイオクマツ
プを使用して求めることを想定して、新たな進遅角補正
量Ｘ′を再度設定し、当該Ｘ゛をこの場合（フラグＦ＝
１の場合）の進遅角補正量Ｘとし、ステップ２２におい
てコントロールユニット９内のＲＡＭにメモリする。

一方、ステップ２０てフラグＦ＝Ｏ即ちハイオクガソリ
ンと判定された時には、ステップ９及びステップ１０で
更新した進遅角補正量Ｘをそのままこの場合（フラグＦ
＝Ｏの場合）の進遅角補正量Ｘとし、ステップ２３にお
いてコントロールユニット９内のＲＡＭにメモリする。

即ち、ステップ１９〜ステツプ２３か機関運転停止直前
における進遅角補正量を記憶する進遅角補正量記憶手段
の機能を奏する。

また、ステップ１９てエンジン・は停止していないは判
断される場合はステップ２０以降を実施せすリターンす
る。

かかる構成とすれは、ハイオクガソリン及びレギュラー
ガソリンを使用可能なバイオクリコメント仕様の内燃機
関において、機関か運転停止されても、次回運転開始時
には運転停止される直前の燃料に係る進遅角補正量Ｘに
基ついて点火時期制御か実行されることとなる。

このために、従来の制御、即ち運転再開始後は燃料に関
わらすハイオクマツプによって点火時期制御を行い、そ
の後ノンキングレベルに基ついてしギュラーマップに切
り換えるだけの制御、によって発生していたノック制御
領域に入った初期に発生する非常に大きなノッキングの
発生を防止するすることか可能となる。

さらに運転開始時における進遅角補正量Ｘに基つく慨火
時期制御は、水温Ｔｗに対する補正、吸気温度Ｔａに対
する補正及び湿度ＨＯに対する補正を施して、標準状態
を基準として設定されていた進遅角補正量を環境を考慮
して補正しているので、ノンキングレベルを環境条件の
変化に影響されることな′、最適値に保つことかてきる
。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、機関回転速度や
環境条件の変化に影響されずに使用燃料に基ついた哉火
時期制御を行うことかでき、もって、ノンキングレベル
の制御を正しく実行できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例の構成を示すシステム図、第３図は同上実
施例の点火時期制御を示すフロー千ヤード、第４図は従
来のガ火時期制御を説明するための線図である。 ｌ・・機関　　９・・・コン１ヘロールユニッ１０・・
・クランク角センサ　　１１・・・点火栓大コイル　　
１２ａ・パワートラレジスタノンキングセンサ　　１６
・・水温センサ気温度センサ　　１８・・湿度センサ ト １２・点 １４・・ １７・吸 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　機関運転状態に応じて基本点火時期設定手段により設
   定される基本点火時期をノッキング検出手段により検出
   されるノッキングの発生状態に応じて進遅角補正する進
   遅角補正手段を備えると共に、該進遅角補正手段におけ
   る進遅角補正量を判定用の基準値と比較して使用燃料を
   判定する判定手段を備えてなる内燃機関の点火時期制御
   装置において、 機関運転停止直前における進遅角補正量を記憶する進遅
   角補正量記憶手段と、期間運転開始時に前記進遅角補正
   量記憶手段に記憶された進遅角補正量を環境状態に応じ
   て補正し、該補正値を進遅角補正量の初期値として設定
   する進遅角補正量初期値設定手段と、を備えたことを特
   徴とする内燃機関の点火時期制御装置。