JPS60104776A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

内燃機関の点火時期制御装置

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JPS60104776A
JPS60104776A JP58213822A JP21382283A JPS60104776A JP S60104776 A JPS60104776 A JP S60104776A JP 58213822 A JP58213822 A JP 58213822A JP 21382283 A JP21382283 A JP 21382283A JP S60104776 A JPS60104776 A JP S60104776A
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • F02P5/1527Digital data processing dependent on pinking with means allowing burning of two or more fuels, e.g. super or normal, premium or regular
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/40Engine management systems

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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は内燃機関の点火時期制御装置に関するもので
ある。
ガソリンQオクタン価は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はどノックしにく
いものである。第1図は市販のレギュラガソリンとプレ
ミアムガソリン(レギュ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
ュ2ガソリン使用時のノック限界点、B点はプレミアム
ガソリン使用1teのノック限界点であり、ノック限界
点よりも点火時期を進角させるとノックが発生する。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ルギュ2ガソリン使
用時に対し1出力軸トルクを向上することが可能になる
。第2図は第1図のA点とB点の点火時期を内燃機関の
回転数に対して表わした点火時期特性図である。
このような特性を持つ内燃機関において箋しギュラガソ
リンとプレミアムガソリンとを混合使用あるいは転換使
用する場合1点火時期をレキュ2ガソリンとプレミアム
ガソリンの混合比率に応じて進角させれば機関の出力を
向上することが可能になる。
〔従来技術〕
ところで、k米の点火時期制御装置においては)点火時
期特性が75i定のガソリン、例えばレギュラガソリン
に対してのみ設定されているため、プレミアムガソリン
混合使用時あるいは転換使用時には、そのままでは機関
の出方向上は期待できず1何らかの方法で点火時期を進
角側に再設定しなければならなかった。特に、混合使用
時にはレギュラガソリンとプレミアムガソリンとの混合
比率により、第2図(clのようにAからBの間にノッ
ク限界点が存在し1進角可能限界が変化するため、点火
時期を再設定するのは容易ではなかった。
〔発明の概要〕
本発明は上記の点に関してなされたものであり、ノック
センサを用いてノック発生を検出し、その検出値により
使用中のカッリンのレギュラガソリンとプレミアムガソ
リンとの混合比率を示す点火時期変位置を決定し、それ
に応じて点火時期を進角側あるいは遅角側に設定するこ
とにより、自動的にレギュラカソリンとプレミアムガソ
リンとの混合比率を判定し1点火時期を最適な位置に調
節することを自白りとするものである。
〔発明の実施例〕
第8図にこの発明の第1の実施例を示す。第8図におい
で、(1)は機関に取り付けられ、機関のノックを検出
するノックセンサである。(2)はノックセンサ(1)
の出力信号からノック発生の有無を判別するノック判別
部であり、バンドパスフィルタQ0、ノイズレベル検出
器(イ)、比較器に)により構成される。バンドパスフ
ィルタII)の入力はノックセンサ(1)に接続され、
出力は比較器(2)の一方の比較入力及びノイズレベル
検出器に)に接続される。そして、ノイズレベル検出器
(2)の出力は比較器(2)の他方の比較人力に接続さ
れる。(3)はノック判別部(2)の出力から演算し1
点火時期の変位量を決定する点火時期変位量決定部であ
り箋積分器0ρ、 17セツト回路6望、加算器−によ
り構成される。積分器(ロ)の入力は比較器(2)の出
力に接続され、出力は加算器−の一方の人力に接続され
る。また、積分器(2)には積分値を零にリセットする
リセット端子があり、リセット端子はリセット回路に)
の出力に接続される。(4)は点火時期変位量決定部(
3)の出力値を配憶保持する記憶部であり、ピークホー
ルド回路i4υとリセット回路(44により構成される
。ピークホールド回路@υの人力は加算器−の出力に接
続され1ビ一/ホールド回路@幻に設けられているリセ
ット端子はリセット回路@4に接続される。ピークホー
ルド回路(411の出力は加算器−の他方の人力に接続
され肩加算器瞥により積分器0ρの出力値と加算される
。tた、ピークホールド回路1411の出力は後で説明
する点火時期移相器(6)の制御入力にも接続されてい
る。(5)は機関の基準点火時期信号を発生する基準点
火時期信号発生器であり、(6)は基準点火時期信号発
生器(5)の出力信号を記憶部(4)の出力(ピークホ
ールド回路@幻の出力)の値に応じて移相制御する点火
時期移相器である。(7)は点火時期移相器(6)の出
力信号に同期して、点火コイル(8〕の通電を断続し、
内燃機関の点火に必要な高電圧を発生させるスイッチン
グ回路である。点火時期移相器(6)の出力はまたリセ
ット回路働にも接続される。
次に各部の動作を説明する。第4図はノック判別部(2
)の各部の動作を示す、ノックセンサ(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
ダブロッ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(alに示すように振動波11号
を出力する。バンドパスフィルタQ9はノックセンサ(
1)の出力信号からノック特有の周波数成分のみを通過
させて、ノック以外のノイズ成分を抑圧し、第4図(b
)のけ)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(イ)は例えば中波整流回路篇平均化
回路、増幅回路等で構成することができ、バンドパスフ
ィルタ(2)の出力信号(第4図(b)のケ))を半波
整流及び平均化により直流重圧レベルに変換し、さらに
所定の増幅度で増幅し、第4図(b)の(ロ)に示すよ
うにバンドパスフィルタG!υの出力信号(第4図(b
lの(())+7)ノイズ成分よりは晶<、ノック成分
よりは低いレベルの直流1匡正を出力する。比較器い)
はバンドパスフィルタQDの出力信号(第4図(bjの
(イ))とノイズレベル検出器(2)の出力信号(第4
図(b)の(ロ))とを比較し、ノックが発生しない場
合(第4図C部)にはバンドパスフィルタQρの出力信
号(第4図(b)の(イ))がノイズレベル検出器(イ
)の出力信号(第4図(b)の(ロ)ンを越えないため
何も出力せず、一方、ノックが発生した場合(第4図り
部)にはバンドパスフィルタQυの出力信号(第4図(
b)の(イ))がノイズレベル検出器(2)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。従って、比較器に)
の出力からのパルス列(第4図(C))の出力有無によ
りノック発生の判別ができる。
第6図は点火時期斐位址決定部(3)、記憶部(4)及
び点火時期移相器(6)の各部の動作を示す。積分器0
〃は比較器(ホ)の出力するパルス列(第5図(C))
を積分する。一方、リセット回路に)は点火時期移相器
(6)の出力信号(点火信号)を受け、点火時期毎に第
5図(e)に示すようなパルスを出力し、積分器りυの
積分値を零レベルにリセットする。従って、積分器(ロ
)の出力は第6図(d)に示すようにノック発生時に出
力電圧が上昇し、点火時期毎にリセットされる波形にな
る。
次に加n器關は積分器りυの出力値(第5図(d))と
この後に説明するピークホールド回路組Jの出力値とを
加算する。但し、加算されるピークホールド回路t41
1の出力値は加算前の値であり、その値が加算器−の内
部で積分RH3υの値が人力されている間、保持される
ものである。ピークボールド回路1111は加算器−の
出力のピーク値を保持する。MS 5図(f)はピーク
ホールド回路(411の出力波形を示す。
リセット回路秒乃は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(g)にリセット回路u4
の出力パルスを示す。まず、機関の始動時にピークホー
ルド回路けりはリセット回路■によりリセットされ1出
力が零レベルになる。そして)機関にノックが発生し、
比較器@の出力に第5図(C)のようにパルス列が現わ
れると、積分器61)はそのパルス列を積分しく第5図
(dl ) 、加ngg緒は積分器り〃の積分出力値と
加算前のピークホールド回路t411の出力値とを加算
し、ピークホールド回路←幻は加n器の尋の出力のピー
ク値を保持する(兜5図(f)尤上記動作は機関にノッ
クが発生しなくなるまで続き、ピークホールド回路t4
1の出力値を上昇させる。
一方、点火時期移相器(6)は制御電圧に応じて入力信
号の位相を遅角側に移相制御するものである。
この点火時期移相器J器(6)については点火時期制御
装置においては周知の技術であり、ここでは説明を省略
する。基準点火時期信号発生器(5)は機関のクランク
軸の回転を検出し、点火するべき時期を示す信号を出力
するものであり、例えばディストリビュータに内蔵さI
している点火信号発生2gをいう。
この基準点火時期信号発生器(5ンの点火時期特性は機
関の回転数や負荷によって設定されており1回転数につ
いて言えば、第2図CB) e特性に設定される。基準
点火時期信号発生器(51の出力信号は第5図(h)の
ように示され、点火時期移相器(6)に人力される。そ
して、ピークホールド回路IIlの出力が点火時期移相
器(6ンの制御電圧入力に人力され、ピークホールド回
路f411の出力値に応じて基準点火時期(B f発生
器(5]の出力信号が遅角移相される。点火時期移相器
(6)の出力信号を第5図(1)に示す。いま、ピーク
ホールド回路(411の出力が零レベルである場合、点
火時期移相器(6)は移相動作を行わず、その出力には
基準点火時期信号発生器(5)の出力信号がその筐ま現
われ、結局、実際の点火における点火時期特性は第2図
(Blのままである。また、機関にノックが発生し1点
火時期斐1i、量決定部(3)が遅角移相瓜を演算し、
ピークホールド回路i1υの出力値が上昇した場合蔦点
火時期移相器(6)は第5図(0に示すように基準点火
時期信号発生器(5〕の出力信号(第6図(ll) )
をピークホールド回路@幻の出力値に応じて迎角移相す
る。そのため実際の点火における点火時期特性はjJJ
、2図ic)に示す破線のようになる。
従って、プレミアムガソリンを使用した場合、第2図(
B)に示す点火時期特性においてはノックが発生しない
ため1点火時期が遅角移相せず1第2図GB)の特性の
ままであり、また、レギュラガソリンあるいはレギュラ
とプレミアムとの混合ガソリンを使用した場合には、第
2図Φ)の点火時期特性においてはノックが発生する領
域であるため、機関にノックが発生する。そして、上述
したように、ノック判別部(2)、点火時期変位量決定
部(3)1記憶部(4)1点火時期移相器(6)によっ
てノックが検出され、点火時期が遅角移相されて、その
結果レギュラガソリンあるいはレギュラとプレミアムの
混合ガソリン使用時においてもノック発生のない点火時
期特性(レギュラガソリン使用時には第2図(Nルギュ
ラとプレミアムの混合ガソリン使用時には第2図(C)
)に点火時期が固定される。
なお、上記実施例では、点火時期変位量決定部(3)及
び記憶部(4)において、アナログ回路で構成したが、
点火時期移相器(6)がディジタル回路で構成される場
合には次に示す各部をディジタル回路で構成しても1同
様の動作及び効果を得ることができる。積分器01は計
数器に、加算器−はディジタル加算器に箋ピークホール
ド回路14υはディジタルメモリーに変更すればよい。
次に本発明の第2の実施例を説明する。この実施例は第
1の実施例に対し、点火時期変位量決定部(3)及び記
憶部(4〕について箋構成及び動作が異なる。第6図に
この実施例の構成を示す、但し)記憶部(4)は点火時
期変位量決定部(3)に含まれている。
第6図において、(財)はパルス発生器1−は計数器箋
−はタイマ、clηは積分器1@8はリセット回路であ
る。パルス発生器−の入力は比較器に)の出力に接続さ
れ、出力は計数器c1[9の計数入力に接続される・ま
た1タイマーは計数器−のリセット入力に接続される。
積分器Cηは計数器(至)の出力を積分し、その出力は
点火時期移相器(6)に接続される。また、他の構成は
前述した実施例と同様であり、第8図と同一符号は同一
部分を示す。
第7図は点火時期変位量決定部(3)の各部の動作を示
す、パルス発生器−は比較器に)の出力するパールス列
(第7図(C))に対し、第7図0)のようにパルスを
出力する。つまり、パルス発生器−は1回の点火に対す
るノック発生に対し1パルスを出力する。パルス発生器
C341の出力パルスは計数器−により計数され1その
計数内容はNi、7図(k)に示される。タイマ国は第
7図(1)に示すように所定の時間毎にパルスを出力し
、そのパルスにより計数器−の計数値を零にリセットす
る。また、計数器−の出力は第7図(11りに示すよう
に計数器−の計数値が所定値(第5図では計数値8)以
上になると畠レベルになる。すなわち、所定時間内に所
定数のノックが発生した場合に計数器−は畠レベルの信
号を出力する。これはノックの発生率を演算するもので
ある。そして、積分117clηは計数器cl@の出力
(第7図(m))を積分し)第7図(n)に示すように
積分値を記憶保持する。リセット回路−は第1の実施例
におけるリセット回路haと同様に機関の始動時にパル
スを出力し、積分器−の積分値を零レベルにリセットす
る。一方、点火時期移相器(6)は積分器体力の出力レ
ベルに応じて基準点火時期信号を遅角移相する。
従ッて、この実施例によれば機関のノック発生率を演算
し1その結果を積分することにより、レギュラガソリン
使用時あるいはレギュラとプレミアムの混合ガソリン使
用時には点火時期特性を第2図(c)に固定することが
できる。
なお上記実施例においてはノックの発生率を演算し1点
火時期を遅角移相させたが、簡易的には比較器に)の出
力パルスを直接積分器fitηに人力してもよい。
また、上記2つの実施例におけるリセット回路1′4及
びリセット回路−については箋機関の始動時にパルスを
発生する方法を示したが、カッリン給油時のガソリンタ
ンク注入口のふたの開閉を検出するか、あるいはガソリ
ンの残量計の貧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、リセットパルスを出力す
るようにしてもよい。
ところで、上記の第1の実施例及び第2の実施例にbい
ては基準点火信号を記憶部(4)の出力に応じて遅角移
相させたが1異なる点火時期特性を有する2つの基準点
火時期信号の間を記憶部(4)の出力に応じて点火時期
変位してもよい。これを第8の実施例として以下に説明
する。
第8図に本発明の第8の実施例のブロック構成図を示す
。第8図において、第8図と同一符号は同一部分を示す
。(9)は比例係数演算器であり、記憶部(4)から出
力される信号レベルを比例係数に変換する。 (1(I
は第1の点火時期特性記憶部(以下80 M Qlとい
う)箋αすは第2の点火時期配憶部であり1第9図に示
すように機関の回転数及び負荷で決定される記憶番地(
アドレス)にそれぞれ点火時期のデータが記憶されてい
る。(2)は補間演算器であり、ROM(ltJとiL
OM(ロ)のデータ及び比例係数演算器(9)の出力値
を入力しIIOM(IQとROM(ロ)のデータ間を比
例係数演算器(9)の出力する係数により補間演算を行
い、その演算結果を出力する。(laは機関のクランク
回転角度を検出するクランク角センサであり、<14は
機関の吸入空気圧力を検出する圧力センサである。(ト
)は点火時期演算器であり、クランク角センサ(2)の
出力信号から機関の回転数を演算し、圧力センサα→か
ら機関の負荷状態を検知し、そして、それらの回転数及
び負荷で決定される値17ドレス値に変換し、そのアド
レス値ヲ几OMQI及びROM(ロ)に出力する。また
、点火時期演算器(至)は補間演算器(2)の出力デー
タを読み込み、クランク角センサ(2)の出力信号を基
準として補間演算器的の出力データから点火時期を演算
し、点火信号をスイッチング回路(7)に出力する。
次に比例係数演算器(9)及び補間演算器(2)の演算
方法を説明する。いま)比例係数演算器(9)が記憶部
(4)からVRの信号レベルを入力した場合、この嶺を
あらかじめ設定されている記憶部(4)からの最大及び
第2の実施例かられかるように、プレミアムガソリン使
用時にはに=0となり、レギュラガソリン使用時にはに
=1となり、プレミアムとレギュラ混合ガソリン使用時
には0(k(1となる。それ故にはプレミアムカンリン
とレギュラガソリンの混合比率を示す係数であることが
わかる。
一方、 ROMαQ及びROM(ロ)は点火時期演算器
(イ)から機関の回転数及び負荷に対応したアドレス値
を受け、そのアドレスに記憶されている点火時期データ
を補間演算器(2)に出力する。いま、ILOMQQの
点火時期特性をプレミアムガソリン用に設定し、上記ア
ドレスにおける点火時期データをθBとし、i タ、I
LOM(iνの点火時期特性をレギュ2ガソリン用に設
定し、上記アドレスにおける点火時期データをσAとす
ると、it(JMα1の点火時期特性は1tOM(ロ)
と同−又は進角側に設定されるためθA≦θBとなる。
そこで、61間演算器(6)において1θB−(θB−
θA)−にの演算を行い、その結果をθCとすると、θ
CはθBとθAの間をに:(1−k)に内分した値にな
る。それ故1プレミアムガソリン使用時はに=0である
からθC−θBとなり、レキュラヵソリン使用時にはに
二1であるからθC−θ人となり、プレミアムとレギュ
ラ混合ガソリン使用時には0(k(1であるからθA〈
θc〈0Bとなる。
従って、θCはプレミアムガソリンとレギュラガソリン
の混合比率を示す係数kに基づいてθAとθBとを内分
する値になるため、プレミアムガソリンとレギュラガソ
リンを混合した場合に−も、上記捕間演算を行うことに
より、プレミアムガソリンとレギュラガソリンの混合比
率に応じた最適な点火時期を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したとおり、本発明によればレギュラガソリン
とプレミアムガソリンとを混合使用する場合、ノックセ
ンサにてノック発生を検出し、それをもとに基準点火時
期の開位置を演算することにより、レギュラガソリンと
プレミアムガソリンの混合ガソリンにおいてノック発生
のない最適な点火時期に基準の点火時期特性を自動的に
調節することが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は機関の出力軸トルク特性図、第2図は機関の点
火時期特性図1第8図は本発明の第1の実施例を示すブ
ロック構成図、第4図はノック判刷部(2)の動作説明
図、第6図は点火時期変移瓜決定部(3)、記憶部(4
)及び点火時期移相器(6)の動作説明図嘔第6図は本
発明の第2の実施例を示すブロック構成図1第7図は第
2の実施例の点火時期変fe址決定部(3)の動作説明
図、第8図は本発明の第8の実施例を示すブロック構成
図1第9図は第8の実施例における点火時期特性図であ
る。 (すはノックセンサ、(2)はノック判別部、(3)は
点火時期便位社決定部)(4)は記憶部、(5)は基準
点火時期信号発生Hに1(6)は点火時期移相器、(7
)はスイッチング回路、(3)は点火コイルである。 なお、図中同一符号は同一あるいは相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第1図 第2図 第3図 第4図 、?5図 第(ろ図 第7図 、、 j 1 第24図 第9図 賄 手続補正書(自発) f、Y、’、′1庁長官殿 1 事件の表示 特願昭58−218822号2、発明
の名称 内燃機関の点火時期制御装置Iメ 3、補正をする者 5、 補正の対象 願書の前記以外の発明者、特許出願人または代理人の欄
、明細書の特許請求の範囲の欄、及び発明の詳細な説明
の欄」 6、 補正の内容 (1ン願書第2亘第5行の1団野喜朗、のフリガナを1
ダンノヨシアキ、と別紙訂正願書のとおり補正する。 (2)明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり補正する
。 (3)同書第8頁第18行の1リセット回路ヨを1リセ
ット回路、と補正する。 (4)同書第15頁第11行の1第2の点火時期記憶部
。 を「第2の点火時期記憶部(以下ROM (illとい
う)Jと補正する。 7、添付書類の目録 (1)訂正願書 1通 (2、特許請求の範囲を記載した書面 1通以上 特許請求の範囲 (1)内IM u関のノックを検出するノックセンサ、
このノックセンサの出力からノックツ、)生の有無全判
別するノック判別手段、このノック判別手段の出力から
演算し、j;支間の基準点火時期の変位量を決定する表
位置決定手段、この変位1バ決定手段の出力を配備する
記憶手段、及びこの記憶手段の出力に応じて44(H関
の基準点火時期を変位させる点火時期変位手段を4Af
iえた内g旧人!4間の点火時期制御装置。 (2)上記点火時1υ1変(M手段は基準点火時期信号
を上記記憶手段の出力に応じて移相することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の点火時期制御
装置fi。 (3)上記点火時期変位手段は異なる点火時期特性を有
する2つの基準点火時期信号の間を上記記憶手段の出力
に応じて変位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点火時期制御装置。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関のノックを検出するノックセンサ、この
    ノックセンサの出力からノック発生の有無を判別するノ
    ック判別手段、このノック判別手段の出力から演算し、
    機関の基準点火時期の変位量を決定する変位量決定手段
    蔦この変位量決定手段の出力を記憶する記憶手段、及び
    この記憶手段の出力に応じて機関の基準点火時期を変位
    させる点火時期変位手段を備えた内燃機関の点火時期制
    御装置。
  2. (2)上記点火時期変位手段は基準点火時期信号を上記
    記憶手段の出力に応じて移相することを特徴とする特許
    端A囲第1項記載の内燃機関の点火時期制御装置。
  3. (3)上記点火時期変位手段は異なる点火時期特性を有
    する2つの基準点火時期信号の間を上紀記憶手段の出力
    に応じて変位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点火時期制御装置。
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