JPS60190670A - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は内燃愼関の点火時期制御装置に関し、その燃
料であるガソリンのオクタン価により点火時期を制御す
る装置に係るものである。

〔従来技術〕

ガソリンのオクタン価は内燃機関の耐ノツク性と強い相
関があることが知られている。即ち、オクタン価の高−
ガソリンｔ−使用する程内燃機開はノックしにくい。

オド図は販売されているレギュラガンリンとプレミアム
ガソリン（レギュラガソリンよシオクタン価が高い）１
−使用した場・合のある内燃機関の点火時期対出力トル
ク特性を示す。Ａ点はレギュラ使用時のノック限界点％
Ｂ点’ｊ：プレミアムガソリン使用時のノック限界点で
あり、各々において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し、進角させるに従い大きく発生
するようになる。

このオド図から明らかなように、プレミアムガソリン使
用時には点火時期ｌｃＢ点まで進角させることができる
ため、レギュラガソリン使用時に対し出力トルクを向上
させることが可能である。

第２図はこれらノック限界点Ａ点とＢ点の点火時期を内
燃機関の負荷に対して表わした点火時期特性である０負
荷が同じであればプレミアムガソリン使用時は点火時期
を進角させることができる。

以上よυ、内燃・機関に使用のガソリンをレギュラガソ
リンとプレミアムガソリンに転換使用する一台、ガソリ
ンΩ線類に応じて点火時期を祠畳することにより１戊関
出力全向上させることが可能になる〇 ところで、現在販売されている自動車の内燃機関に使用
の従来点火時期制御装置においては、その特性がレギュ
ラガソリｙヲ基準に設定されたものであるため、このよ
うな機関にプレミアムガソリンを単に使用しても機関の
出力は向上せず、何らかの方法で点火時期全自動的に変
更しなければプレミアムガソリン使用による利点はない
。

〔発明の概要〕

本発明は上記の点に注目して成されたもので、ノックセ
ンサを用いて機関に発生のノックを検出し、ノック発生
状況により使用の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全判断し、点火時期の基
本進角特性を進角側、あるいは遅角量に切換え設定する
もので、使用のガソリンの種類に応じて点火時期全自動
的に切換えること全目的とするものであるＯ 〔発明の実施例〕 第８図に本発明の実施例を示す。この実施例は過給器付
機関に用いられ、過玲域（正圧域）において点火時期を
遅角制御させるように成された点火装置に適用した場合
を示す。

第８図において、（１）は（残量は機関に収付けられ機
関の振動加速度を検出するノックセンサ、（２）はノッ
クセンサ＋１１の検出信号から磯゛開に発生のノックを
判別するノック判別部で、／（ンドパスフィルタ馨り、
ノイズレベル検出器（２）、比較器−に坊構成される。

ここで、バンドパスフィルタ２υの入力にはノックセン
サ【１）の検出１６号が入力され、その出力は比較器−
の一方の比較入力とノイズレベル検出器＋２２に入力さ
れる。ノイズレベル検出器（イ）の出力は比較語列の他
方の比較入力に入力される。（３ｊはノック判別部（２
）の出力（比較器（ハ）の出力）から機関に発生のノッ
ク強度を判定し、点火時期の設定全遅角−にするか進角
側にするかの判定をする点火時期切換部で、パルス発生
、＃ｒＯυ、計数器１４、タイマ峙によシ構成される。

パルス発生器（財）には比Ｉ灰ａ磯の出力が入力され、
この出力は計数器ｏ璋の計認入力に接続される。タイマ
ーは計数器−のリセット入力に接続されている。（４ｊ
は点火時期切換判定部（３）の出力（計式器（ハ）の出
力〕を記憶する記憶部で、フリップフロップ（ロ）とリ
セット回路（財）にょシ僕戚される。フリップ７０ツブ
（旬のセット入力は計１１″４の出力に、リセット入力
はリセット回路四に谷々接就されている。（５）はクリ
ップ７四ツブｔ４１１の出力と各種運転情報よりパルプ
群（７）の切換要否を氷めるＬ１！算器、（６）は演算
器（６）の出力に従いパルプ群（７）全駆動するパルプ
駆動回路である。パルプ群（７）は機関の吸気ｄの圧力
の通過を制御する。

（８）は点火信号発生器１１０１　ｋ内蔵し機関の回転
に従い同期して駆動される配′ａ譜で、その一部に点火
信号の発生時期（点火時期）ｔ−制御する圧力火時期特
性を与えるもので６９、更にその特性において正圧時の
最大遅角量全制御するストッパ位−を圧力によって制御
できる截構全何している。

（川は点火信号発生器（１０）の出力信号に応動して点
火コイル（１２１の通電を断続し、内燃機関の点火に必
要な高域圧ｆｔ発生させるスイッチング回路でめる。

賭は伝圓の吸気管％　ｔ１４１は吸気営霞の一部に設け
られたスロットル−ｆｆ、ｔ１５）（ｌｆＨ工圧力収出
穴でこのうち圧力駅用穴１１５）及び（ＩＱは各々スロ
ットル弁Ｉの上流位置及び下流位置に設けられ、収出穴
Ｑすは点火時期制御成構（９）の主に負圧進角全行う圧
力室に連通され、収出穴０呻は主に正圧遅角を行う他の
圧力室に連通されると共に最大遅角量を決定するストッ
パ位−を制＠する機構に連通され、この連通路を上記／
（ルブ群（７）が制御する。

刀・４図〜才６図ｔまオ８図各部の動作波形を示す。

オフ図〜オｌＯ図は配電器（８）に設けられた点火時期
制御機材（９）の入力圧に対する点火時期特性を示す。

オフ図では入力圧が負圧の場合、負圧＝Ｐ、で点火時期
全進角させる進角特性が立上シ、負圧＝ｐｉでその進角
は最大角＝θＡとなる。

一方、入力圧が正圧の場合、正圧＝　Ｐ３で点火時期を
遅角させる遅角特性が立上り、正圧＝　Ｐ４でその遅角
は最大角＝θＲ□となる。オ８図〜オｌＯ図はオフ図の
特性に対し正圧坂での特性が異なる特性を示す。第８図
では遅角特性が正圧＝ｈで立上シ、正圧＝Ｐｓ−Ｃ最大
遅角＝θＲ２（ここではθＲ１＝　０．５　（／Ｒ１）
になる。第９図では遅角特性は正圧＝ｐ、で立上シ、正
圧ｅｘ　Ｐ４で最大遅角−θＲ２になる。オニ０図では
正圧−Ｐｌで立上シ、正圧−Ｐ４で最大遅角＝θＲ２に
なるＯ 次に各部の動作について祝明する。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ｉｌ＋は一
般によく知られている振動加速度センｖＴ：ｈＦ）、機
関のシリンダブロック妊に駅付けられ、機関の機械的振
動を電気信号に荻僕し、第４図（８Ｌ）に示すような振
＝Ｗ信号を出力するＯバンドパスフィルタ１２幻はノッ
クセンサ（１）の出力信号ル・ら機関にノックが発生し
た場合に現れるノック特有の周波数成分のみ全通過させ
、ノック・１画号以外のノイズレベルを抑圧し、第４図
（ｂｌのイに示すようにＳ／Ｈの良い１ぎ号を出力する
。この第５図において、図の２ｒ、側は５戟関にノック
が発生していない場合であり、図の右側はノックが発生
した場合金示す。又、上記Ｅ４４はバンドパスフィルタ
３１１の出力（第４図（１１１のイ〕でのノック１ぎ号
（８）とその他のノイズ信号（Ｎ）の比をいう。

ノイズレベル検出６暖は例えば半波整流回路、平均化回
路、増幅回路等で構成されたもので、バンドパスフィル
タ馨りの出力（第４図１ｂ＋ｌ　Ｖ）イ）を半波整流、
平均化によフ直流鴫圧信号に変侠し、所定の瑠１面全行
い、第４図１ｂ＋の口に示すようにバンドパスフィルタ
馨りの出力（第４図ｔｌｌｌｌのイ）のノイズｉ、ｊ号
（川より１島＜、ノック１８号（′３）より低いレベル
の匣υ１ｔ４圧を出力する。比較ｄｄは上記ノ（ンドパ
スフイルタＩ２υの出力（オ舎図Ｅｌ）ｌのイ〕とノイ
ズレベル検出ｉｘＷ　ｌ”の出力（４４図（１１）の口
）とを延圧比較する。賎関に、ノックが発生しない場合
（第４図の左１ＩＩｌｌ）はバンドパスフィルタ■υの
出力（第４図（ｂｌのイ）がノイズレベルｖｉ　出ａ（
Ｚｚの出力（第４図１ｏ＋の口）を越えることはないた
め比較器＋２３１の出力信号はなく（第５図ｔｏ＋の圧
側）、一方ノツクが発生した場合（第４図の右側）はバ
ンドパスフィルタＩ２０の出力（第４図１ｂ＋のイ）の
ノック信号（Ｓ］がノイズレベル横田器（至）の出力（
第４図［１］Ｉの口）を越えるため、第４図（０１の石
側に示すように比較器（ハ）からパルス列が出力される
。従って、比較４Ｈ出力のパルス列の・汀燕（第４図（
Ｏ））からｑＡＬ％ｔｌでのノック発生の有無を判別す
ることができる。

第５図は点火時期切換判定部（３）の各部の動作波形を
示す。パルス発生器０１は比較器（ハ）からのパルス列
（第５図（Ｏ））に対し、第５図１４１のようにパルス
を出力する。即ちこのパルス発生器０υは１回の点火動
作に基づくノック発生に対しｌパルスを出力する。この
パルスは計数器（至）によシ計赦され、その計数内容は
第５図１４１となる。

タイマ■は第５図（ｆｌに示すように所定の時間毎にパ
ルスを発生し、このパルスによシ計数器Ｑの計数値を零
にリセットする。父、計数型輪の出力は第６図ｔｇ’）
に示すようにその計数値が所定値（第５図では計数値８
）以上になると高レベルになる。つまシ、点火時期切換
判定部＋３１は所定時間内に所定数以上のノックが発生
した場合に高レベル信号を出力する。前述のように同一
点火時期に対してレギュラガソリンはプレミアムガソリ
ンよりもノック全発生し易いので、例えば機関にノック
が数多く発生し上記計数器（２）の出力が高レベルにな
ればレギュラガソリンを使用しているＣとが伏出でき、
一方ノツクがほとんど発生せず上記計数器に）の出力が
低レベルのままで６ｉｃばプレミアムガソリンを使用し
ていることが検出できる。これら検出結果に佛づき点火
時期切換の要否が判定できる。

２６図に記惚部（４）の姻作波形τ示す。この図におい
て、Ｉｇ＋は計数器Ｑの出力（点火時期り換のヤ」定結
朱）１−示す。

リセット回路（ロ）はタリえば機関の知動峙にパルス金
出刃するもので、この出力τ３−　ａ図ｔｈｌに示す。

又フリンプフロンプ卿は計数６−□□□の出力が尚レベ
ルの時にセットされ、その出力は尚レベルになされる。

リセットはリセット回！＠（６）の出力でなされる。こ
の７リツプ７０ツブ卿の動作ヲオ６図（１）にボす。做
関の始動時に７リンプ７０ツブＬ４］）はまずリセット
回路（転）によりリセットされ、その出力は低レベルに
なされる。この時、点火時期をシＪシ侠えないモード（
点火時期が進角側のモード）　ｊＫなる。次に、レギュ
ラガソリンを筐用の場合であれば１歳岡にノックが赦多
く発生するので、計数器に）の出力は２６図ｍのように
高レベルになυ、クリップ７０ツブ（ロ）の出力は低レ
ベルから高レベルに切換わる。これにより点火時期を切
換えるモード（点火時期が遅角側のモートンになる。以
降、機関が停止されるまで遅角側のモードが保持される
。一方、プレミアムガソリン使用の場合は機関にノック
はほとんど発生しないので、当然のことながら計数器に
）の出力は高レベルにならず、クリップ７０ツブ（６）
は低レベル（点火時期が進角側のモード）の１まである
。

演％　ｍ　ｉ６）は上記７リンプ７０ツブ（転）の出力
と各種運転情報から機関の運転状態全判ｌ１ｌｒ　Ｌ　
、点火時期特性の切換要否を判断し、もし点火時期七遅
月側の特性に切換える場合であれば、最大遅角が７図の
如く大きいθＲ１ｉ与える如く上記ストッパ制ｗＪ機構
に対して機関の圧力の尋人を価断じ大気を尋人するべく
パルプ群（７）ｔパルプ駆＠回路（６）ヲ介して作動さ
せる。逆に点火時期を進角側の特性に切換える場合であ
れば、パルプ群（７）は遅角尿犬定ストッパ制御機構に
機関圧力を導入するように駆動され、点火時期特性はオ
８因の如く最大遅角量がオフ図の場合の％のθＲ２に抑
えられプレミアムガソリンに遍した点火時期特性に愛更
できる。

以上のように、レギュラガソリン全快用した場合機関に
ノックが数多く発生するため、スリップ７０ツブ（ロ）
の出力から点火時ｌＡｔ遅角側のモードに切換える必要
があることを検知し、Ｘ６；１１に返転情報より過給さ
れた正圧状態の制御ｇｌ運転状嫌にあることを検知し、
点火時期制御機構（９）の最大遅角位置制御機構に導入
する圧力を切換える。これにより、ンギュラガソリン使
用時の所定過給運転時に点火時期制御伝構（９）の点火
時期特性はオフ図の如く遅角側に設定される。

一方、プレミアムガソリン使用時はクリップ７０ツブ的
の出力は初期のリセット状態のままであるので、上記点
火時期制御（或栂（９）の点火時期特性ＩＩｉオ８凶の
如く進角側に設定される◎ここで、上記点火時期制画愼
構（９）の切換特性について説明する。オフ図の正圧域
の最大遅角量θＲ１はノッキングが発生し易いレギュ２
ガソリン使用時においてもほとんどノックが発生しない
点火時期とするようになされていて、オ８図に示す特性
に対し遅角量の大きい特性である。

オ８図に示す特性は正圧域の最大遅角量をθＲ２”０．
５　θＲ１と小さくした特性である。前述の通シ、プレ
ミアムガソリン使用時はノック限界が進角位置にあるた
め点火時期を進め、出力トルク全向上させることが可能
である。同、ノック限界の負荷に対する特性は機関によ
り異なるため、対象の機関の特性に合った進角特性とし
、プレミアムガソリン使用によシ回上させた出力トルク
をより一層向上させることが望ましい。

例えばオ８図の特性の特性の如くオフ図の特性に対し立
上９点及びその立上り傾斜が同じで、最大遅角量（θｎ
ｔａ）及び最大遅角到達点ＣＰ６）が異なる遅角特性に
限らず、オ９図第１０図如き特性とすることもできる。

オＯ図は立上シ点及び最大遅角参り達圧力点（Ｐ４）が
オフ図と同じで、立上ｐ傾斜（％α）が異なる特性であ
る。

オニ０図は立上９傾斜及び最大遅角到達圧力魚（Ｐ４）
が同じで、立上９点（Ｐｓ）が異なる特性である。これ
らの特性は点火時期１ｔｉｌＪ御俵栂（９）に作用する
谷圧力のジノ倍え、圧力制・脚機構の付加吟に工９実現
可能である。

実用に扉しては、４残量の谷回転におけるノック限界の
負荷特性を十分把握し、それらに合った適正な遅角時・
胚とするよう上記オ８図〜オｌＯから込択、めるいＣ・
ユこれらを組合せた立上り点、立上り傾斜、最犬遅角到
逢点の特性とすることが望ましい。

以上のような点火時期特性が点火時期制御機構（９）に
て得られ、この特性に従い点火信号発生器（１０）は点
火信号全発生する。この点火１ｄ号はオフ図（ｊｌのよ
うに示され、スイッチング回路（ｌｌ）に入力される。

スイッチング回路（ｌりは点火信号発生６ｊ　（ｌｏｔ
からの点火毎号に離層した出力（第６図（ｋｌによって
恩人コイルＱ′４の通電を断続する。即ち点火時期は上
記点火時期制御機構（９）の点火時期特性にて決定系れ
る◎ 第６図ｔｊｌにて破脈で示すのは上記点火時期制御機構
（９）の正圧坂の遅角特性が、プレミアムガソリン対層
のオ８図〜オｌＯ図に示すような遅角特性の時の点火信
号の位４・目である・なお、レギュラガソリン使用時に
ノックの発生を検知し点火時期を遅角モードに９Ｊ侠え
ると、点火時期は遅角されノックは発生しなくなる。

従って上記計数器に）の出力は遅払中において一度だけ
尚・レベルになる。

なお、上記実施例では点火時期切換判定部（３Ｊ゛にお
いて、ノックの発生率を演算し点火時期切換判定を行っ
たが、ノックの発生の有無のみでレギュラガソリンとプ
レミアムガソリンを明確に区別できる場合には比較ｂ（
ハ）の出力全直接７リツブ７０ツブ（２）のセット入力
に接続してもよい０又、リセット回路−においては機関
の始動時にパルスを発生するようにしたが、ガソリン給
油時のガソリンタンク注入口の蓋の開閉を検出、あるい
はガソリンの残量の便化を検出することにより、ガンリ
ンが注入され充ことを検知し、リセットパルス勿出力す
るようにしてもよい０さらに切換える点火時期の特性は
上記のような点火１寸期制御截槓（１０）の特性の切換
えによらず、Ｊ１４なる特性の六ζ火時期制両機構を併
設し、０れら？ｌｌ−選択して作動させるように入力圧
全切換えるようにしてもよい。

〔究明の効果〕

以上説明したようＶて、本発明によれば機関に吠用のガ
ソリンｔレギュラガソリンとプレミアムガソリンに転換
使用する場合において、機関に発生のノックの有無より
ガソリ／の１重類を判定し、点火ＩＩ＠　ＪｉＪＪの進
角特性を進角−１１あるいは遅角−に切換えるようにし
、このジノ換えを配電器に設けた圧力式の点火時期制御
１及構を応用しこの点火時期特性を切換えることにより
行うようにしｉｔため、十分に４−立された従来技術の
応用にて容易に、安価に使用のガソリンの種類に対層し
て目動的に点火時期を切換えられ、機関の出力トルクτ
向上させることがでさるという実用上硬れた効果がある
。

【図面の簡単な説明】

オ五図及び第２図は内ヅ然欽崗の特性図、第８図は本発
明の実施例のブロック回路図、第４図、第５図、第６図
は制作波形図、オフ図乃至オニ０図は点火時期特性図金
示す。 図中、（ｌ）はノックセンサ、（２１はノック判別部、
（３１は点火時期切換判定部、（４）は記憶部、（５）
は演算器、（６）はパルプ駆動回路、（７）はパルプ群
、（８）は配電器、（９）は点火時期制御機構、（１０
）は点火信号発生器、（１１）はスイッチング回路、α
匈は点火コイル、賎ホ吸気管、圓はスロットル弁、９５
ｊ〜Ｏηは圧力収出口、（２υはバンドパスフィルタ、
（財）はノイスレベル検出器、（２）は比較器、　ＯＵ
はパルス発生器、に）は計数器、に）はタイマ、（６）
ｒｉ７！Ｊツブフロップ、（転）はリセット回ｗ！Ｉｔ
ｓ々表わす。 第１図 第２図 （ホ）　ｅＩｆＩ　仄） 第４図 第５図 手続補正摺（自発） １．事件の表示　特願昭５９−４６２７０８２、発明の
名称 内燃機関の点火時期制御１ｇｌ装置 ３　補正をする者 ４代理人 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面６、補正の内
容 （１）図面中、第２図及び第９図を別紙のとおり訂正す
る。 （２］明細書をつぎのとおり訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　内燃機関のノック情報信号全検出するノックセ
   ンサ、前記ノック情報信号からノック信号を選択的に判
   別するノック判別手段、ノック信号の発生状況全判定す
   るノック状況判定手段、このノック状況判定手段での判
   定結果を記憶する記憶手段、機関の吸気管の圧力に対層
   した点火時期特性に従って基準点火時期信号を発生する
   基準点火時期信号発生手段、前記基準点火時期信号に基
   づき点火コイルの給電を断続するスイッチ手段、及び前
   記記憶手段の出力に応じて前記基準点火時期信号発生手
   段の点火時期特性を可変する手段を備えた内燃１残量の
   点火時期制御装置。