JPS60178972A - 内燃機関の制御装置 - 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】 〔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はどノックが発生
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
はレギュラガソリン使用時のノック限界点、Ｂ点はプレ
ミアガソリン使用時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図による々プレミア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、レギュラガソリン
使用時に対し出力軸トルクを向上さ）することが可能１
こなる。また、第２図は過給機付の機関に３づける過給
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点はレギュラガソリン使用時のノック限界点であ
り、Ｂ点はプレミアカッリン使用時のノック限界点であ
る。第２図；こおいても第１図と同様にプレミアガソリ
ン使用時には過給圧をＢ点せで昇圧させること１こより
機関の出力軸トルクを向上させることができる。

この５ような特性をもつ内燃機関において、レギュラガ
ソリンとプレミア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ｌこなる。

［−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
ギュラガソリンに対してのみ設定されていたため、プレ
ミアガソリンを転換使用する場合には、そのま才の基準
点火時期特性あるいは過給圧特性では機関の出方向上は
期待できず、何らかの方法で基準点火時期を進角側に、
過給圧側にそれぞれ再設定しなければならなかった。ま
た、第１図のＡ点及びＢ点のノッ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って変動するため
、点火時期をＡ点あるいはＢ点に設定した場合、環境条
件の変化によりノックの発生する恐れがあった。

〔発明の概要〕

そこで、本発明はトニ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
出値から点火時期の遅角制御爪を演算し、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ック発生
をリアルタイムに抑制するとともｆこ、上記遅角制御量
から使用中のガソリンがレギュラガソリンであるか、プ
レミアガソリンであるかを判定し、その判定結果により
機関のノッ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８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、機関のノックを検出するノ
ックセンサである。（２）はノックセンサの出力信号か
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Ｑ］）、ノイズレベル検出器（イ）、
比較器Ｉ（至）により構成される、バンドパスフィルタ
３つの入力はノックセンサ（１）に接続され、出力は比
較器１（至）の第１の比較入力及びノイズレベル検出器
（イ）に接続される。ノイズレベル検出器（イ）の出力
は比較器ｒ＠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■（至）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ＩＱｆｉ、運転領域判定器３埠、アンドゲ
ート（財）より構成される。

比較器Ｉ＠０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（ＶＴＨ）と比較し、その比較結果を
アンドゲート（財）の一方の入力に出力する。また運転
領域判定器働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旬の出力に接続
され、出力がアントゲ−１・（財）のもう一方の入力に
接続されている。（５）は記憶部であり、フリップフロ
ップ艙）とリセット回路（ハ）で構成される。フリップ
フロップ１５１）はセット入力がアントゲ−１・餡の出
力に接続され、リセット入力がリセット回路イ」）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１１）及び過給圧制御器−に接続される。

（６）は記憶部（５）の出力に従っ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。旬は点火時期制
御器であり、基準点火時期信号発生器Ｑ１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
リップフロップわＤの出力とに従って遅角制御し、点火
時期を示す点火信号を点火回路（２）に出力する。ぞし
て、点火回路（財）は点火コイル（７）により機関の点
火に必要な高重圧を発生させる。・昭）は過給圧制御器
であり、フリップフロップ１５ｉｉの出力に従ってアク
チュエータ旬を作動さ−せ、機関に取り付けられ１′：
ウェストゲートバルブ（８）を開閉制御し７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てあり、機関のシリン
ダブロック等に取りｆ」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。バンドパスフィルタＱυはノックセンサ（
１）の出力信円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（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（財）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
ィルタＱυ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、笥４図（ｂ）の（ロ）に示すようにバ
ンドパスフィルタψＤの出力信号（第４図（ｌ〕）の（
イ））のノイーズ成分よりは高く、ノック成分よりは低
いレベルの直流電圧を出力する。比較器１（ハ）はバン
ドパスフィルタｅ２１）の出力信＠（第４図（＋））の
（イ））とノイズレベル検出器（イ）の出力信号（＠４
図（１））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（２ｎの出
力信号（第４図（ｂ）の（イ））がノイズレベル検出器
ｐ３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り場合（第４図り
部）にはバンドパスフィルタＣＩ）の出力信号（第４図
（ｂ）の（イ））がノイズレベル検出器＠の出力信号（
第４図（ｂ）の（ロ））を越えるため、＠４図（ｃ）に
示すようにパルス列を出力する。従って、比較器ｌ（イ
）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ｌ（ハ）から第５図（ａ）のようなパルス列
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Ｉ＠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、
点火時期をノッ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、点火時期側ａ　ｔｌ
　Ｉｌ＋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、即ちにノック発生を抑制する。

一方、比較器■θカは遅角制御電圧発生器（３）の出力
する遅角制御電圧がＶＴＨ以上になれば第５図（ｌ：）
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（６）は圧力センサ（９）から機関の運転負
荷情報と、点火時期制御器向）の出力する点火括けを周
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ＶＴＥ
Ｉ以上にはならず、レギュラガソリン使用時にはＶＴｌ
（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器（６）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１ノベルを出力する。それ故、比較器（ｌθ１）と運
転領域判定器０擾との論理積を得るアンドゲート■から
は遅角制御電圧とＸｒＴＨとの比較結果からプレミアム
ガソリン使用時かレギュ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、レギュラガソリン
使用時には第５図（ｅ）に示すように、アンドゲート（
財）の出力信−号は高レベルを出力する。

また、フリップフロップ＆ｉｌｌはアントゲ−１−ｆθ
の出力が高レベル時にセット（フリップフロップ翰）の
出力が高レベルになる）され、リセットｌ！刀路ｉＪの
出力が高レベル時にリセットされる。リセット回路（ハ
）２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）にリセット回路畷の出力パ
ルスを示す。また、第５図（ｇ）にはフリップフロップ
（５］Ｊの出力動作を示す。まず、機関の始動時にフリ
ップフロップ６５Ｂはリセット回路嘔によりリセットさ
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０り
の出力が第５図（ｅ）のようｌこ寓レベルを出力すると
、フ１Ｊツブフロップ（１３！ｌ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
ギュラガソリンモード）になる。

それ以降は機関が停止するまでレギュラガソリンモード
が保持される。なお、当然のことながらアンドゲートａ
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
はフリップフロップめｌの出力は低レベル（プレミアム
ガソリンモード）の才まである。また、フリップフロッ
プ（５υ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（レギュラガソリンモード）に反転した
時にはその出力に同期して遅角制御電圧発生器（３）の
出力電圧は第５図（ｂ）のように所定鼠だけ強制的に進
角側ニレヘルシフトされる。もし、フリップフロップ缶
υ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。従って、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。

運転ハラメータ切換部（（十）はフリップフロップ（５
］）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。基準点火時期信場
発生器（１＋νは機関の運転状態、つまり回転数や負荷
によっ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ィストリビュータの遠心ガ
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′Ｃはメモリに＆！　ｉＭさ
れる。そして、この基準点火時期特性がフリップフロッ
プ朔）の出力に従って、点火時期制御器（６Ｉ）により
プレミアムガソリン使用時には進角側に、レギュラガソ
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Ｉ
ｌ＋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■ｊ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
ないようにアクチュエーターを駆動し、ウェストゲート
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、フリップフロップ知）の田刀に従って吸入
空気圧力の設定４ｉ’ｔをプレミアムガソリン使用時に
は高過給側に、レギュラカソリン使用時には低過給側に
切換える。

過給圧を制ｊ［３１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。っ 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よい。

また、上記実施例のリセット回路Ｇｚζこついては機関
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人だ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、リセッ
トパルスを出力するようにしてもよい。この場合には、
フリップフロップ知）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ックアッ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ュラガソリン
とプレミアムガソリンとを転換使用する場合、ノックセ
ンサにてノックを検出し、検出結果に基づいた遅角制御
量に従って点火時期を遅角制御し、リアルタイムにノッ
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ュ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
機関の運転パラメータをレギュ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８図は本発明
の実施例を示すブロック構成図、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）はノックセンサ、（２）Ｉｆノック判別別邸（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）はウェストゲートバル
ブ、（９）は圧力センサ、００は基準点火時期信号発生
器である。 代理人　大岩増雄 第１図　第２図 第３図 第４図 第５図 （２、二二−−−−−Ｕ二＝ニニ＝＝］二ニニ：Ｉ’　
４；ｅ　補　ＪＥ、Ｎ’ｊ　（自発）１１、オｌ　５９
に＋；　８ｏ””　＋＋２−ブと明の名（ａ、 内燃機関の制御装置 ：））　補正を４″ると ・Ｂｆ’４との１ン、ｊ係　’Ｉ−）’）：’ｈ’、！
、、１１）！１人住　１ｉｊｊ　東京都千代［ＩＩ区九
０内二ｊ′ロ２計：３河−名　４つ、　（６〔月）−二
菱屯佇に１宋ｉ（会ンｊ−代表と　片　１１１　仁　八
　即 １代理人 仕　所　東１；〔都「・代１ｉ１１；＜）（、の内−丁
１−１？散；３−翼５、？＋ｔｉ正の対象 ２、特許請求の範囲 （１）　内燃機関のノックを検出するノックセンサ、こ
のノックセンづ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ノック
発生を抑制するための点火時期遅角制御量時ｌを決定オ
る遅角制御量決定手段、この遅角制御量法だ手段の出力
値ｔこ応じて点火時期を遅角制御′１−る遅角制御手段
、上ｒ遅角制御量決定手段の出力値から機関のノック状
況を判定オる運転パラメー々切換判定手段、この運転パ
ラメー々切換判定手峻の出力を記憶１−る記憶手段、及
び上言ｚ記憶手段の出力ｌζ従−て機関のツノ’７１ｍ
　ｆ５を与える機関の運転パラメータを切換え制御する
運転パラメー々切換手段を備えた内燃機関の制御装置。 （２１上記運転パラメータ切換判定手段は所定の運転領
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）　上記遅角制御爪決定手段は上２Ｆｉ（Ｆｔｆｉ
手段の出力の）、り発生が抑制さする側・＼の転投時に
は点火時期遅角制御量を所定量だけ進角側ｌζ移行させ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃お
月！口の制＠装貿。

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ノック
   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、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、上記遅角
   制御量決定手段の出力値から機関のノック状況を判定す
   る運転パラメータ切換判定手段、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、及び上記記憶手
   段の出力に従って機関のノックに影響を与える機関の運
   転パラメータを切換え制御する運転パラメータ切換手段
   を備えた内燃機関の制御装置。
2. （２）　上記運転パラメータ切換判定手段は所定の運転
   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. （３）上記遅角制御量決定手段は上記記載手段の出カッ
   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仁とを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の制御装置。