JPH0475396B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は内燃機関の制御装置に関するもので
ある。

ガソリンのオクタン価に内燃機関における耐ノ
ツク性に強い相関があることがよく知られてい
る。すなわち、オクタン価の高いガソリンほどノ
ツクが発生しにくいものである。第１図は市販の
レギユラガソリンとプレミアムガソリン（レギユ
ラガソリンよりもオクタン価が高い）とを使用し
た場合のある内燃機関における点火時期−出力軸
トルク特性を示したものである。Ａ点はレギユラ
ガソリン使用時のノツク限界点、Ｂ点はプレミア
ムガソリン使用時のノツク限界点であり、ノツク
限界点よりも点火時期を進角させるとノツクが発
生する。第１図によるとプレミアムガソリン使用
時には点火時期をＢ点まで進角することができる
ため、レギユラガソリン使用時に対し出力軸トル
クを向上させることが可能になる。また、第２図
は過給機付の機関における過給圧−出力軸トルク
特性を示したものである。第１図と同じくＡ点は
レギユラガソリン使用時のノツク限界点であり、
Ｂ点はプレミアムガソリン使用時のノツク限界点
である。第２図においても第１図と同様にプレミ
アムガソリン使用時には過給圧をＢ点まで昇圧さ
せることにより機関の出力軸トルクを向上させる
ことができる。このような特性をもつ内燃機関に
おいて、レギユラガソリンとプレミアムガソリン
とを転換使用する場合、点火時期や過給圧等の機
関の運転パラメータを使用ガソリンの種類により
最適値になるように切換え制御すれば機関の出力
を向上させることが可能になる。

〔従来技術〕

ところで、従来の内燃機関の制御装置において
は基準の点火時期特性や過給圧特性が所定のガソ
リン、例えばレギユラガソリンに対してのみ設定
されていたため、プレミアムガソリンを転換使用
する場合には、そのままの基準点火時期特性ある
いは過給圧特性では機関の出力向上は期待でき
ず、何らかの方法で基準点火時期を進角側に、過
給圧を高圧側にそれぞれ再設定しなければならな
かつた。また、第１図のＡ点及びＢ点のノツク限
界点は機関運転中の環境条件、例えば温度や湿度
等によつて変動するため、点火時期をＡ点あるい
はＢ点に設定した場合、環境条件の変化によりノ
ツクの発生する恐れがあつた。

〔発明の概要〕

そこで、本発明は上記の点に関してなされたも
のであり、ノツクセンサを用いてノツク発生を検
出し、その検出値から点火時期の遅角制御量を演
算し、遅角制御量に基づいて点火時期を遅角制御
することによりノツク発生をリアルタイムに抑制
するとともに、上記遅角制御量から使用中のガソ
リンがレギユラガソリンであるか、プレミアムガ
ソリンであるかを判定し、その判定結果により機
関のノツキングを影響を与える点火時期、過給圧
等の機関の運転パラメータを切り換えることを目
的とするものである。

〔発明の実施例〕

第３図に本発明の一実施例を示す。第３図にお
いて、１は機関に取り付けられ、機関のノツクを
検出するノツクセンサである。２はノツクセンサ
の出力信号からノツク発生の有無を判別するノツ
ク判別部であり、バンドパルスフイルタ２１、ノ
イズレベル検出器２２、比較器２３により構成
される。バンドパスフイルタ２１の入力はノツク
センサ１に接続され、出力は比較器２３の第１
の比較入力及びノイズレベル検出器２２に接続さ
れる。ノイズレベル検出器２２の出力は比較器
２３の第２の比較入力に接続される。３は遅角制
御電圧発生器であり、入力が比較器２３の出力
に接続される。４は運転パラメータ切換判定部で
あり、比較器４１、運転領域判定器４２、アン
ドゲート４３より構成される。比較器４１は遅
角制御電圧発生器３の出力電圧を所定の電圧レベ
ル（V_TH）と比較し、その比較結果をアンドゲー
ト４３の一方の入力に出力する。また運転領域判
定器４２は入力が機関の吸入空気圧力を検出する
圧力センサ９と後述の点火時期制御器６１の出力
に接続され、出力がアンドゲート４３のもう一方
の入力に接続されている。５は記憶部であり、フ
リツプフロツプ５１とリセツト回路５２で構成さ
れる。フリツプフロツプ５１はセツト入力がアン
ドゲート４３の出力に接続され、リセツト入力が
リセツト回路５２に接続され、出力は遅角制御電
圧発生器３と後述する点火時期制御器６１及び過
給圧制御器６３に接続される。６は記憶部５の出
力に従つて機関の運転パラメータを切換える運転
パラメータ切換部であり、運転パラメータの制御
部と駆動部で構成される。６１は点火時期制御器
であり、基準点火時期信号発生器１０の出力する
基準点火時期信号を遅角制御電圧発生器３の出力
とフリツプフロツプ５１の出力とに従つて遅角制
御し、点火時期を示す点火信号を点火回路６２に
出力する。そして、点火回路６２は点火コイル７
により機関の点火に必要な高電圧を発生させる。
６３は過給圧制御器であり、フリツプフロツプ５
１の出力に従つてアクチユエータ６４を作動さ
せ、機関に取り付けられたウエストゲーバルブ８
を開閉制御して、機関の吸入過給圧を切換える。

次に各部の動作を説明する。第４図はノツク判
別部２の各部の動作を示す。ノツクセンサ１は一
般によく知られている振動加速度センサであり、
機関のシリンダブロツク等に取り付けられ、機関
の機械的振動を電気信号に変換し、第４図ａに示
すように振動波信号を出力する。バンドパスフイ
ルタ２１はノツクセンサ１の出力信号からノツク
特有の周波数成分のみを通過させてノツク以外の
ノイズ成分を抑圧し、第４図ｂのイに示すように
Ｓ／Ｎの良い信号を出力する。ノイズレベル検出
器２２は例えば半波整流回路、平均化回路、増幅
回路等で構成することができ、バンドパスフイル
タ２１の出力信号（第４図ｂのイ）を半波整流及
び平均化により直流電圧レベルに変換し、所定の
増幅度で増幅し、第４図ｂのロに示すようにバン
ドパスフイルタ２１の出力信号（第４図ｂのイ）
のノイズ成分よりは高く、ノツク成分よりは低い
レベルの直流電圧を出力する。比較器２３はバ
ンドパスフイルタ２１の出力信号（第４図ｂの
イ）とノイズレベル検出器２２の出力信号（第４
図ｂのロ）とを比較し、ノツクが発生しない場合
（第４図Ｃ部）にはバンドパスフイルタ２１の出
力信号（第４図ｂのイ）がノイズレベル検出器２
２の出力信号（第４図ｂのロ）を越えないため何
も出力せず、一方ノツクが発生した場合（第４図
Ｄ部）にはバンドパスフイルタ２１の出力信号
（第４図ｂのイ）がノイズレベル検出器２２の出
力信号（第４図ｂのロ）を越えるため、第４図ｃ
に示すようにパルス列を出力する。従つて、比較
器２３の出力からのパルス列（第４図ｃ）の出
力有無によりノツク発生の判別ができる。

第５図は遅角制御電圧発生器３、運転パラメー
タ切換判定部４、記憶部５の動作を示す。遅角制
御電圧発生器３は例えば積分回路で構成すること
ができ、比較器２３から第５図ａのようなパル
スが出力されるとそのパルス列を積分し、第５図
ｂのように出力電圧を上昇させる。また、比較器
２３からパルス列が出力されない場合には、遅
角制御電圧発生器３の出力は所定の速度で徐々に
下降する。すなわち、点火時期をノツク限界点ま
で遅角させる遅角制御電圧をリアルタイムに発生
する。そして、点火時期制御器６１は遅角制御電
圧を入力し、点火時期を遅角制御することによ
り、即ちにノツク発生を抑制する。

一方、比較器４１は遅角制御電圧発生器３の
出力する遅角制御電圧がV_TH以上になれば第５図
ｃのように出力を低レベルから高レベルに転換す
る。運転領域判定器４２は圧力センサ９から機関
の運転負荷情報と、点火時期制御器６１の出力す
る点火信号を周波数−電圧変換することにより機
関の運転回転数情報を得て、負荷と回転数による
運転領域のマツプを形成する。そして、プレミア
ムガソリン用の基準点火時期においてプレミアム
ガソリン使用時には遅角制御電圧がV_TH以上には
ならず、レギユラガソリン使用時にはV_TH以下に
はならないような運転領域が上記マツプに設定さ
れ、機関の運転状態が上記設定した運転領域内に
ある場合には運転領域判定部４２は第５図ｄに示
すように高レベルの信号を出力し、それ以外の運
転領域では低レベルを出力する。それ故、比較器
４１と運転領域判定器４２との論理積を得るア
ンドゲート４３からは遅角制御電圧とV_THとの比
較結果からプレミアムガソリン使用時かレギユラ
ガソリン使用時かを正確に判定した信号が出力さ
れる。すなわち、レギユラガソリン使用時には第
５図ｅに示すように、アンドゲート４３の出力信
号は高レベルを出力する。

また、フリツプフロツプ５１はアンドゲート４
３の出力が高レベル時にセツト（フリツプフロツ
プ５１の出力が高レベルになる）され、リセツト
回路５２の出力が高レベル時にリセツトされる。
リセツト回路５２は例えば機関の始動時に高レベ
ルのパルスを出力するものであり、第５図ｆにリ
セツト回路５２の出力パルスを示す。また、第５
図ｇにはフリツプフロツプ５１の出力動作を示
す。まず、機関の始動時にフリツプフロツプ５１
はリセツト回路５２によりリセツトされ、出力が
低レベルになる。つまり、運転パラメータを切換
えないモード（プレミアムガソリンモード）にな
る。そして、アンドゲート４３の出力が第５図ｅ
のように高レベルを出力すると、フリツプフロツ
プ５１の出力は高レベルに切換わる。つまり、運
転パラメータを切換えるモード（レギユラガソリ
ンモード）になる。それ以降は機関が停止するま
でレギユラガソリンモードが保持される。なお、
当然のことながらアンドゲート４３の出力が機関
の始動以降に高レベルを出力しない場合にはフリ
ツプフロツプ５１の出力は低レベル（プレミアム
ガソリンモード）のままである。また、フリツプ
フロツプ５１の出力が低レベル（プレミアムガソ
リンモード）から高レベル（レギユラガソリンモ
ード）に反転した時にはその出力に周期して遅角
制御電圧発生器３の出力電圧は第５図ｂのように
所定量だけ強制的に進角側にレベルシフトされ
る。もし、フリツプフロツプ５１の遅角側への反
転時に遅角制御電圧発生器３の出力電圧をそのま
まの値にすれば、機関の点火時期は基準点火時期
の遅角側への切換えと遅角制御とにより遅角過剰
になり機関の運転性が悪くなる。従つて、このよ
うな過剰遅角を防止するために遅角制御電圧を進
角側にレベルシフトする。

運転パラメータ切換部６はフリツプフロツプ５
１の出力、つまり運転パラメータ切換の判定結果
により機関の運転パラメータを切換える。基準点
火時期信号発生器１０は機関の運転状態、つまり
回転数や負荷によつて設定された基準点火時期信
号を出力する。この基準点火時期特性は例えばデ
イストリビユータの遠心ガバナや圧力ダイヤフラ
ムの動作特性で決定され、あるいは電子進角制御
装置においてはメモリに記憶される。そして、こ
の基準点火時期特性がフリツプフロツプ５１の出
力に従つて、点火時期制御器６１によりプレミア
ムガソリン使用時には進角側に、レギユラガソリ
ン使用時には遅角側に自動的に切換えられ、最適
な基準点火時期特性を得ることができる。点火時
期制御器６１の遅角制御については周知の技術で
あり、ここでは説明を省略する。

また過給圧制御器６３は機関の吸入空気圧力を
検出し、吸入空気圧力が設定値以下であるかどう
かを常に監視し、設定値以上であれば吸入空気圧
力がそれ以上に上昇しないようにアクチエータ６
４を駆動し、ウエストゲートバルブ８を開閉制御
して、過給圧を設定値に制御する。そして、フリ
ツプフロツプ５１の出力に従つて吸入空気圧力の
設定値をプレミアムガソリン使用時には高過給圧
側に、レギユラガソリン使用時には低過給圧側に
切換える。過給圧を制御切換する方法についても
周知の技術でありここでは説明を省略する。

なお、上記実施例においては機関の運転パラメ
ータとして点火時期と過給圧を例にあげたが、こ
の他に圧縮比あるいに空燃比を切換制御しても
い。

また、上記実施例のリセツト回路５２について
は機関の始動時にパルスを発生する方法を示した
が、ガソリン給油時のガソリンタンク入力のふた
の開閉を検出するか、あるいはガソリンの残量計
の変化を検出することにより、ガソリンが新しく
注入されたことを検知し、リセツトパルスを出力
するようにしてもよい。この場合には、フリツプ
フロツプ５１の出力モードが機関停止時にも記憶
保持されるようにバツクアツプ電源を付加すれば
よい。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明によればレギユラ
ガソリンとプレミアムガソリンとを転換使用する
場合、ノツクセンサにてノツクを検出し、検出結
果に基づいた遅角制御量に従つて点火時期を遅角
制御し、リアルタイムにノツク発生を抑制するこ
とができるとともに、上記遅角制御量から使用ガ
ソリンがレギユラガソリンであるが、プレミアム
ガソリンであるかを判定し、その判定結果により
機関の運転パラメータをレギユラガソリン用ある
いはプレミアムガソリン用に自動的に切換えるこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は機関の点火時期−出力軸トルク特性
図、第２図は機関の過給圧−出力軸トルク特性
図、第３図は本発明の実施例を示すブロツク構成
図、第４図と第５図は第３図の実施例における動
作説明図であり、第３図において１はノツクセン
サ、２はノツク判別部、３は遅角制御電圧発生
器、４は運転パラメータ切換判定部、５は記憶
部、６は運転パラメータ切換部、７は点火コイ
ル、８はウエストゲートバルブ、９は圧力セン
サ、１０は基準点火時期信号発生器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関のノツクを検出するノツクセンサ
   １、このノツクセンサの出力からノツク発生の有
   無を判別するノツク判別手段２、このノツク判別
   手段の出力からノツク発生を抑制するための点火
   時期遅角制御量を決定する遅角制御量決定手段
   ３、この遅角制御量決定手段の出力値に応じて点
   火時期を遅角制御する遅角制御手段６１、上記遅
   角制御量決定手段の出力値から機関のノツク状況
   を判定する運転パラメータ切換判定手段４、この
   運転パラメータ切換判定手段の出力を記憶する記
   憶手段５、及び上記記憶手段の出力に従つて機関
   のノツクに影響を与える機関の運転パラメータを
   燃料のオクタン価に対応して予め設定された第１
   と第２の制御特性のいずれかに切換え制御する運
   転パラメータ切換手段６を備えた内燃機関の制御
   装置。 ２ 上記運転パラメータ切換判定手段６は所定の
   運転領域でのみ切換の判定を行うことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の制御装
   置。 ３ 上記遅角制御量決定手段３は上記記憶手段５
   の出力のノツク発生が抑制される側への転換時に
   は点火時期遅角制御量を所定量だけ進角側に移行
   させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の内燃機関の制御装置。