JPS6093178A - 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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JPS6093178A
JPS6093178A JP58202084A JP20208483A JPS6093178A JP S6093178 A JPS6093178 A JP S6093178A JP 58202084 A JP58202084 A JP 58202084A JP 20208483 A JP20208483 A JP 20208483A JP S6093178 A JPS6093178 A JP S6093178A
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ignition timing
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combustion engine
internal combustion
engine
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JP58202084A
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Satoru Komurasaki
悟 小紫
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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〕 本発明は内燃機関の点火時期制御装置に関するもので、
機関に発生するノッキングを抑制するようにしたもので
ある。
〔従来技術〕
一般に、内燃機関の効率は点火時期をMBT(Mini
mum advance for Be5t Torq
ue)に近づけて設定すると向上する。しかし、点火時
期をMBTに近づけすぎるとノッキングが発生し、過大
ノッキングは機関の損傷を招く。このため、近年、機関
に発生するノッキングを検出し、点火時期を制御してノ
ッキングを抑制する点火時期制御装置が開発され、採用
されるようになった。特に過給機付機関においては、過
大ノッキングの発生を防止して機関を保護し、その出力
をより一層の高出力にすると共に省燃費を可能とするた
めに該制御装置が多く装着されている。
第1図は従来装置を示し、Iは機関に取付けられ、機関
の振動加速度を検出する加速度センサ、2は加速度セン
サ1の出力信号のうちノッキングに対して感度の高い周
波数の信号成分を通過させる周波数フィルタ、3は周波
数フィルタ2の出力信号のうちノック検出に対して妨害
波となるノイズを遮断するアナログゲート、4は妨害ノ
イズの発生時期に対応してアナログゲート3の開閉全指
示するゲートタイミング制御器、5はノッキング時以外
の機関の機械的振動ノイズのレベルを検出するノイズレ
ベル検出器、6はアナログゲート3の出力電圧とノイズ
レベル検出器5の出力電圧とを比較し、ノック検出パル
スを発生する比較器、7は比較器6の出力パルスを積分
し、ノッキング強度に応じた積分電圧を発生する積分器
、8は積分器7の出力電圧に応じて基準の点火信号の位
相を変位させる移相器、9は予め設定した点火進角特性
に応じた点火信号を発生する回転信号発生器、10は回
転信号発生器9の出力を波形整形し、同時に点火コイル
12の通電の閉路角制御を行う波形整形回路、11は移
相器8の出力信号により点火コイル12の給電を断続す
るスイッチング回路である。
第2図は加速度センサ1の出力信号の周波数特性を示し
、曲線Aはノッキングのない場合、曲線Bはノッキング
が発生した場合を示す。この加速度センサ1の出力信号
にはノック信号(ノッキングに伴い発生される信号)、
機関の機械的ノイズおよび信号伝達経路に乗る各種ノイ
ズ成分例えばイグニッションノイズ等が含まれる。第2
図の曲線A、Bを比較するとノック信号には特有の周波
数特性があることが解る。その分布は機関の違いや加速
度センサlの取付位置の違いにより差を生じるが、いず
れにしろノッキングの有無によって明確な周波数分布の
違いがある。そこで、このノック信号が有する周波数成
分を通過させることによって他の周波数成分のノイズを
抑制し、ノック信号を効率良く検出することができる。
又、第3図および第4図は上記従来装置の各部の動作波
形を示し、第3図はノッキングが発生していないモード
、第4図はノッキングが発生しているモードを示す。
上記構成において、機械の回転によシ予め設定された点
火時期特性に対応して回転信号発生器9から発生された
回転信号は波形整形回路10によって所望の閉路角を持
つ開閉パルスに波形整形され、移相器8を介してスイッ
チング回路11を駆動して点火コイル12の給電を断続
し、その通電遮断時に発生する点火コイル12の点火電
圧によって機関は点火されて運転される。この機関の運
転中に起る機関振動は加速度センサ1によって検出され
る。
今、機関のノッキングが発生していない場合にはノッキ
ングによる機関振動は発生しないが、他の機械的振動に
より加速度センサ1の出力信号には第3図(a)に示す
ように機械的ノイズや点火時期Fに信号伝送路に乗るイ
グニッションノイズ力発生する。この信号は周波数フィ
ルタ2を通過することによって第3図(b)のように機
械的ノイズ成分が相当抑制されるが、イグニッションノ
イズ成分は強力であるので周波数フィルタ2を通過後も
大きなレベルで出力されることがある。このままではイ
グニッションノイズをノック信号と誤認してしまうため
、アナログゲート3は移相器8の出力によってトリガさ
れるゲートタイミング制御器4の出力(第3図(C))
によって点火時期からある期間そのゲートを閉じ、イグ
ニッションノイズを遮断する。このため、アナログゲー
ト3の出力には第3図(d)のイに示すようにレベルの
低い機械的ノイズのみが残る。一方、ノイズレベル検出
器5はアナログゲート3の出力信号のピーク値変化に応
動し、この場合、通常の機械的ノイズのピーク値による
比較的緩やかな変化には応動し得る特性を持ち、機械的
ノイズのピーク値より若干高い直流電圧を発生する。こ
れを第3図(d)の口に示す。このようにアナログゲー
1−3の出力信号の平均的ピーク値よりノイズレベル検
出器5の出力の方が大きいため、両者を比較する比較器
6の出力には第3図(e)に示すように何も出力されず
、結局ノイズ信号は全て除去される。従って、積分器7
の出力電圧も第3図(f)のように零であり、移相器8
による移相角(入出力の位相差)も零となる。このため
、移相角8の出力によυ駆動されるスイッチング回路1
1の開閉位相即ち点火コイル12の通電の断続位相は波
形整形回路IOの出力の基準点火信号と同位相となり、
点火時期は基準点火位置となる。
又、ノッキングが発生した場合、加速度センサ1の出力
には第4図(a)に示すように点火時期よシある時間遅
れた付近でノック信号が含まれ、またこの出力の周波数
成分は第2図の曲線Bとなシ、周波数フィルタ2および
アナログゲート3を通過後の信号は第4図(d)のイに
示すように機械的ノイズにノック信号が大きく重畳した
ものになる。この信号のうちノック信号の立上りは急峻
なため、ノイズレベル検出器5の出力電圧のレベルがノ
ック信号に対して応答が遅れる。この結果、比較器6の
入力は第4図(d)のイ、口に示すものとなり、比較器
6の出力には第4図(e)に示すパルスが発生する。積
分器7はこのパルスを積分し、第4図(f)に示すよう
に積分電圧を発生する。移相器8はこの積分電圧の大き
さに応じて第4図(g)に示す波形整形回路10の出力
信号即ち基準点火信号を時間的に遅れ側に移相するため
、第4図(h)に示す移相器8の出力信号の位相は基準
点火信号の位相よりも遅れ、この信号によってスイッチ
ング回路11は駆動される。このため、点火時期が遅れ
てノッキングが抑制された状態になる。このように第3
゜4図に示された動作状態が繰返されて最適の点火時期
制御が行われる。
ここで、過給機付機関の過給特性の一例を第5図に示す
。この図で横軸は機関回転数、縦軸は過給圧を表わす。
図から明らかなように、一般に過給圧は回転数N以上で
制限値Pに達するが、それ以下の回転数では制限値Pに
達しない立上シ領域の特性となる。この回転数Nは略2
500rpm前後に設定されることが多い。一方、機関
の通常運転において最も多用されるのは略1500〜3
000 rpmの回転領域であり、上記過給特性の立上
シ領域とほぼ同じ回転領域となる。即ち、過給機付機関
の実用回転域は過給特性の立上シ領域であシ、過給によ
る出力の増加が少い回転域である。又、この回転域では
過給機の応答遅れが大きいため加速時の立上シが悪く、
機関にはより大きな出力が必要とされる。従って、過給
の立上シ領域の出力は機関の加速性に直接影響し、高出
力の過給機料機関の商品性を大きく左右する。
ところで、出方向上のためには前述したように点火時期
をMBTに近く設定すれば良いが、点火時期をMBTに
近づけ過ぎると過大なノッキングが発生して機関を損傷
することがある。しかしながら、機関および車両の設計
によっては上記実用回転域において点火時期を高回転で
の設定よシもMBTに近づけて出力を向上させるように
設定することが可能であシ、この場合に発生するノッキ
ングによって機関を損傷することなく、又そのノッキン
グ音によるフィーリングの低下も許容範囲内にするよう
な設定が可能である。
〔発明の概要〕
本発明は上記の点を考慮して成されたものであシ、負荷
状態に応じて点火時期の遅角制御を停止することにより
、ノッキングの抑制の外に出方向上や省燃費も可能にし
、特に過給機付の場合には過給圧が制限値に達しない回
転域(部分負荷領域)において点火時期の遅角制御の停
止により実用回転域の出力を向上させることができ、そ
の加速性を改善して商品性を高めることができる内燃機
関の点火時期制御装置を提供することを目的とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。
第6図において、2oはゲートタイミング制御器4の出
力に基づき、機関回転数を検出する回転検出器、21は
積分器7の出力と移相器8の積分電圧入力との間に設け
られ、回転検出器2oの出力によって制御される開閉器
である。他の構成は従来と同様である。
上記構成において、回転検出器2oはゲートタイミング
制御器4の出力に基づいて機関回転数を検出し、開閉器
21を回転数N以下で開き、回転数N以上で閉じるよう
に制御する。このため、移相器7の出力は回転数N以下
においては移相器8に入力されず、回転数N以上におい
て移相2:÷8に入力される。この結果、移相器8での
移相制御は回転数N以下において行われず、回転数N以
−ヒにおいて行われる。従って、点火時期は回転数N以
下においては回転信号発生器9の出力の点火信号によシ
決まるものとなシ5回転数N以上においては積分器7の
出力に応じて遅角制御された移相器8の出力により決ま
るものとなる。
第7図は本発明の第2の実施例を示し、3oはゲートタ
イミング制御器4の出力に基づき機関回転数を検出する
回転検出器、31は波形整形回路10の出力と移相器8
の出力を入力されてこれらを切換可能にスイッチング回
路11に出力する開閉器で、開閉器31は回転検出器3
oの出力によって制御される。
上記構成において、回転検出器3oはゲートタイミング
制御器4の出力に基づいて機関回転数を検出し、開閉器
31を制御する。従って、スイッチング回路11の入力
は、回転数N以下においては波形整形回路10の出力で
、回転数N以上では移相器8の出力である。この結果、
点火時期は回転数N以下では回転信号発生器9の出力の
点火信号により決まり、回転数N以上では移相器8の出
力によシ決まる。
尚、上記各実施例においては、機関回転数に基づいて制
御領域を判定するようにしたが、吸気管圧等の機関の負
荷状態から制御領域を判定するようにしても良い。又、
機関の回転数および負荷状態から制御領域を判定するこ
ともできる。さらに、本発明は過給機を有した機関に最
適に適用できるが、過給機を持たない機関にも有効に適
用することができ、この場合も機関の回転数又は負荷状
態、あるいは回転数および負荷状態から制御領域を判定
するようにする。
〔発明の効果〕
以上のように本発明においては、機関に取付けたノック
センサの出力から、ノッキングの発生に伴い生じるノッ
ク信号成分を選別し、このノック信号に応じて遅角制御
電圧を発生し、点火時期を遅角制御してノッキングを抑
制する点火時期制御装置において、低回転域などの機関
の負荷状態に応じて遅角制御を停止するようにしており
、ノッキングの抑制ばかりでなく、点火時期を最適位1
1tに近づけることにより内燃機関の出方向上および省
燃費にも効果がある。特に、機関が過給機付の場合には
その過給の立上り領域では加速時の過給機の応答遅れを
改善することができ、優れた加速性にすべく出力の向上
が得られ、その商品性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の構成図、第2図はノックセンサの出
力の周波数特性図、第3図および第4図は従来装置の動
作波形図、第5図は過給機の過給特性図、第6図および
第7図は夫々本発明装置の第1および第2の実施例にお
ける構成図である。 ■・・・ノックセンサ、2・・・周波数フィルタ、3・
・・アナログゲート、4・・・ゲートタイミング制御器
、5・・・ノイズレベル検出器、6・・・比較器、7・
・・積分器、8・・・移相器、9・・・回転信号発生器
、10・・・波形整形回路、11・・・スイッチング回
路、12・・・点火コイル、20.30・−・回転発生
器、21 、31・・・開閉器。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第1図 第2図 周ミ皮教 第3図 第4図 □時間 □開開 第5図 1 オ縁関回転数 第6図 第7図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関の振動加速度を検出する加速度センサ、
    加速度センサの出力からノイズ信号成分を除去しノッキ
    ング信号成分を選別する弁別手段、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、弁別手段の出力に
    応じて基準点火時期信号の位相を変位させる移相手段、
    移相手段の出力に対応して点火コイルの給電を断続する
    スイッチ手段を備えたものにおいて、内燃機関の負荷状
    態に対応して基準点火時期信号の移相制御を停止するよ
    うにしたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置
  2. (2)移相制御の停止を移相手段の停止により行うよう
    にした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。
  3. (3)移相制御の停止を弁別手段の出力の停止により行
    うようにした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。
  4. (4)移相制御の停止を内燃機関の回転がアイドル回転
    以上で200Orpm以下のときに行うようにしたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか
    に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
  5. (5)内燃機関が過給機を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項〜第4項記載のいずれかに記載の内燃
    機関の点火時期制御装置。
  6. (6)移相制御の停止を全負荷運転領域において行うよ
    うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第5
    項のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置。
  7. (7)過給特性の立上シ領域において移相制御の停止を
    行うようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第5項
    又は第6項記載の内燃機関の点火時期制御装置。
JP58202084A 1983-09-16 1983-10-26 内燃機関の点火時期制御装置 Pending JPS6093178A (ja)

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