JPS6380071A - エンジンの制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンの制御装置に関するものである。

〔従来技術〕

高オクタン価燃料（以下ハイオクと称する）と普通オク
タン価燃料（以下レギュラーと称する）では、好適な点
火時期が相違し、ハイオク用に設計されたエンジンにレ
ギュラーを使用すると、エンジンノック（以下、単にノ
ックと称する）が頻発することは良く知られている。そ
こで、従来、ハイオクとレギュラーのいずれを使用した
場合にも、それぞれ良好なエンジン性能が得られるよう
に、始動時には点火時期を仮にハイオク用の値に設定し
、所定運転条件下でノックの発生を検出して一定レベル
以上のノックが生じれば、使用燃料がレギュラーである
と判定し、点火時期をレギュラー用の値に変更するよう
にしたエンジンの制御方法が提案されている（特開昭５
８−１４３１６９号公報）。

ところが、上記の制御方法は、使用燃料がレギュラーで
ある場合、燃料の種類の判定期間中にある程度のノック
が生じることを想定しているものであるが、このような
ノックはもともとエンジンには有害であり、特に判定期
間中にエンジン回転速度が大きくなると、エンジンに与
えるダメージが過大となったり、エンジンの回転ノイズ
等でノック検出が不正確になる等して、不快な振動やエ
ンジンの損傷を生じ易くするという問題があった。

かかる問題は過給機付エンジンにおいてはとりわけ顕著
であった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の問題点を考慮してなされたもので
あって、使用燃料の種類の判定期間中における高回転域
でのノック（以下、高回転ノックと称する）に起因する
不快な振動やエンジンの損傷を生じさせることのないエ
ンジンの制御装置の提供を目的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明は、上記の目的を達成するために、始動時に基本
制御量、例えば点火時期を高オクタン価燃料用の値に設
定し、エンジンノ、７りの検出に基づいて使用燃料の種
類を判定し、普通オクタン価燃料であると判定されると
、上記基本制御量を普通オクタン価燃料用の値に変更す
るようにしたエンジンの制御装置に、上記使用燃料の種
類の判定終了までの間、高回転域でのエンジンノックを
抑制する高回転ノック抑制手段を備え、使用燃料のオク
タン価の判定終了までの間、高回転域ではオクタン価の
判定を中止するとともに、燃料の種類によらずノックの
発生を抑制することにより、高回転ノックに起因する不
快な振動やエンジンの損傷を防止しうるように構成した
ことを特徴とするものである。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

第１図は４サイクルエンジンの１気筒およびそのコント
ロールユニットを示したものである。図示しないエアク
リーナから吸入された空気は、エアフローメータ１を有
する吸気管２を介してシリンダヘッド３の吸気ボート４
へ送られるようになっている。エアフローメータ１の下
流側において、上記吸気管２は隔壁５により２つの通路
２ａ・２ｂに区画され、各通路２ａ・２ｂに、図示しな
い運転席の加速ペダルに連動する第１および第２のスロ
ットル弁６・７がそれぞれ配置されている。

又、第２の通路２ｂのスロットル弁７の下流側に、この
通路２ｂを遮断又は開放する高回転ノック抑制手段とし
てのシャツタ弁８が設けられている。

このシャツタ弁８は、後述のコントロールユニット３０
により制御されるアクチュエータ９によって作動され、
使用燃料の判定期間中以外の通常運転時には、エンジン
の高回転域では閉じ、低回転域では開くようになってい
る。

上記シリンダヘッド３には、上記吸気ポート４を開閉す
る吸気弁１０、排気管１１が接続される排気ボート１２
を開閉する排気弁１３、およびその間に位置する点火プ
ラグ１４が備えられ、この点火プラグ１４には点火コイ
ル１５で発生した誘導電圧がディストリビュータ１６を
介して供給されるようになっている。又、上記吸気ポー
ト４に接続される吸気管２の端部には、燃料噴射ノズル
１７が取り付けられている。

上記点火プラグ１４が臨む燃焼室１８は、シリンダヘッ
ド３、シリンダブロック２０およびピストン２１に囲ま
れて形成されており、このピストン２１は連接棒２２を
介して図示しないクランク軸に接続されている。

上記吸気管２には、吸気温を検出する吸気温センサ２３
および吸気管内圧力を検出する吸気管内圧力計（負圧針
）２４が取り付けられ、各スロットル弁６・７には図示
しないスロットル開度検出センサが取り付けられ、シリ
ンダブロック２ｏにはノックの発生を検出するノックセ
ンサ２５およびウォータジャケット２６内の冷却水温度
を検出する冷却水温センサ２７が取り付けられ、また排
気管１１には、この排気管内の空燃比を検出する空燃比
センサ２８が取り付けられている。上記各センサの出力
信号およびエアフローメータ１の出力信号は、コントロ
ールユニット３０へ送うレるように構成されている。更
にディストリビュータ１６には、クランク角およびエン
ジン回転速度を検出する図示しないクランク角センサが
内蔵されていて、このクランク角センサの出力信号もコ
ントロールユニット３０へ送られるようになっている。

コントロールユニット３０は、各センサからの信号に基
づいて、基本制御量である各気筒の点火プラグ１４の点
火時期および燃料噴射ノズル１７からの燃料の噴射量、
噴射時期等の制御を行うものである。

上記コントロールユニット３０のより詳細な構成をその
周辺機器とともに第２図に示す。コントロールユニット
３０は、ノックセンサ２５からの信号に基づいて所定レ
ベル以上のノックが発生しているか否かを判定するノッ
ク判定手段３１、上記クランク角センサにより検出され
るエンジン回転速度と、例えば上記吸気管内圧力計によ
り検出される負荷とに対応したハイオク用およびレギュ
ラー用の各最適点火時期を予め個別に記憶したノλイオ
ク用およびレギュラー用の各点火時期マツプ３２・３３
を備えている。また、エンジンの始動直後にノック判定
手段３１からの信号に基づいて使用燃料がハイオクとレ
ギュラーのいずれであるかを判定し、この判定結果に基
づいてその時の使用燃料に対応する点火時期マツプ３２
・３３に記憶された点火時期を後述の点火時期制御手段
３７に出力する燃料判定手段３４を備えている。さらに
、エンジン回転速度が所定値より大きいか否か、つまり
エンジン回転速度が高回転域にあるか低回転域にあるか
の判別を行う高回転判別手段３５、前記シャツタ弁８の
開閉を制御するシャツタ弁制御手段３６および燃料判定
手段３４から送信される点火時期に基づいて前記点火コ
イル１５への通電および通電カット時期を制御する点火
時期制御手段３７を備えている。

上記の構成において、エンジンが始動すると、燃料判定
手段３４は使用燃料の判定が終了するまでの間、仮にハ
イオク用の点火時期マツプ３２に記憶されたエンジン回
転速度、と負荷とに対応する点火時期を点火時期制御手
段３７に出力し、ハイオク用点火時期マツプ３２に基づ
いて点火時期の制御を行わせる。燃料判定手段３４は、
燃料の種類の判定開始にあたってシャフタ弁制御手段３
６に閉信号（後述）を送信した後、ノック判定手段３１
から送られてくるノックの発生状況を示す信号に基づい
て使用燃料の判定を行い、使用燃料がレギュラーである
と判定されれば、それ以後はレギュラー用の点火時期マ
ツプ３３に記憶された点火時期を点火時期制御手段３７
に出力し、レギュラー用の点火時期制御を行わせる。一
方、使用燃料がハイオクであると判定されれば、引き続
きハイオク用点火時期マツプ３２に記憶された点火時期
を点火時期制御手段３７に出力し、ハイオク用の点火時
期制御を継続する。使用燃料の判定が終了すれば、燃料
判定手段３４はシャツタ弁制御手段３６に開信号（後述
）を送信する。

上記使用燃料の判定期間中における高回転ノックの発生
を抑制するため、上記判定期間中は、シャツタ弁制御手
段３６は上記閉信号に基づいてエンジン回転速度に拘わ
らずシャツタ弁８を閉じて吸気管２の第２の通路２ｂを
閉塞し、これにより高回転域での吸気量を制限するよう
になっている。

すなわち、第３図に実線で示すように、上記判定期間中
においては、シャツタ弁８が常時閉とされるので、高回
転判別手段３５で所定値２０以上の高回転が検出される
高回転域での最大吸気量は、エンジン回転速度が上記所
定値Ｒ０未溝の低回転域での最大吸気量と同一レベルに
抑えられる。このため、高回転域における負荷は低回転
域と同様、強制的に低レベルに抑えられるので、高回転
ノックが減少する。一方、上記シャツタ弁制御手段３６
は、上記判定期間中以外の通常運転時には、上記開信号
に基づいてエンジン回転速度が上記所定値２０以上の高
回転域ではシャツタ弁８を開き、エンジン回転速度が上
記所定値Ｒ０未溝の低回転域ではシャツタ弁８を閉じる
ように制御し、高回転域での最大吸気量を低回転域での
最大吸気量より大きくする。この場合のエンジン回転速
度と最大吸気量との関係を第３図に点線で示す。

以下、第４図のフローチャートに基づいて、コントロー
ルユニット３０、特に燃料判定手段３４および点火時期
制御手段３７で行われる動作について説明する。先ず、
燃料判定手段３４は、Ｓｌでエンジンの始動後であるか
否かを判定し、未だ始動されていなければＳ２に移行し
て、フラグに“１”をセットする。このフラグは燃料の
種類の判定済みであるか否かを判別するためのもので、
判定開始に先立って“１”がセットされ、判定が終了す
ればリセットされる。Ｓｌでエンジンの始動後であれば
、既にフラグはセット済であるので８２を省略してＳ３
に移行する。Ｓ３ではフラグが“１”であるか否かを判
定し、“１”であれば以下のステップ８４〜Ｓ１９で燃
料の種類の判定を行う。又、Ｓ３でフラグが“Ｏ″であ
れば燃料の種類は判定済みであるので、８４〜Ｓ１９を
省略し、Ｓ２０でシャツタ弁制御手段３６に上記開信号
を出力した後、Ｓ２１へ移行する。

Ｓ３でフラグが“１”であれば、燃料判定手段３４は上
記閉信号をシャツタ弁制御手段３６に出力し、高回転域
での最大吸気量を制限する（Ｓ４）。次にハイオク用点
火時期マツプ３２を選択しくＳ５）、引き続きエンジン
の運転状態がノック判定区間（第５図に斜線で示す）内
にあるか否かを判別する（Ｓ６）。すなわち、エンジン
回転速度が小さく、かつ吸気管内圧力が低い運転領域で
は、使用燃料がハイオクとレギュラーのいずれであって
もノックは生じに＜＜、一方、エンジン回転速度の大き
い運転領域では、使用燃料がハイオクとレギュラーのい
ずれであってもノックが生じやすいので、これらの領域
ではノックの発生状況による燃料の種類の判定は行い難
い。従って、燃料の種類の判定は、通常使用燃料がレギ
ュラーである場合のみノックが生じるエンジン回転速度
が所定値Ｒ０以下で、かつ吸気管内圧力が所定値Ｐ。

以上の区間で行う。

上記Ｓ６でノック判定区間でなければ、８７〜Ｓ１９を
省略して３２１に移行する。Ｓ６でノック判定区間であ
れば、Ｓ７に移行してノック判定区間への移行の瞬間で
あるか否かを判定する。移行の瞬間であれば判定開始に
あたってタイマＴＭに所定時間ＡをセットしくＳ８）、
移行の瞬間でなければ、既に判定が開始されているから
タイマＴＭを減算する（Ｓ９）。

次に、ノックパルス（所定レベル以上のノックが１度発
生すると１つのノックパルスが出力される。）を読み込
み（Ｓ１ｏ）、ノックパルスの有無を判定する（Ｓｌｌ
）。ノックパルスがあれば、ノックを減少させるため、
ノックパルス数に基づいて第６図に示す関数ｆにより遅
角量の補正値■ＧＲ０を求め、これを遅角ＩＩＧＨに加
算することにより遅角量を増大させる補正を行う（３１
２）。引き続き遅角ｆｉＴＧＲが予め定めた所定レベル
８以上であるか否かを判定しく５１３）、所定レベル８
以上であればノックが頻発しているのであるから、使用
燃料がレギュラーであるとみなしてフラグをリセット（
Ｓ１４）Ｌ、レギュラー用の点火時期マツプ３３を選択
して、それ以後レギュラー用の点火時期制御を行うよう
にした（Ｓ１５）後、３２１に移行する。

又、上記Ｓｌｌでノックパルスがなければ、Ｓ１６に移
行し、遅角１ｌＧＲが０であるが否がを判定する。遅角
１１１ＧＲがＯでなければ、ノックが発生しない限度内
でできるだけ良好な燃料の燃焼を行わせるため、Ｓ１７
で遅角１ＩＧＲを所定量ΔＩＧＲ減少させた後、３１８
に移行する。上記Ｓ１６で遅角量が０であれば、それ以
上、遅角量を減少させることはできないので、３１７を
省略して３１８に移行する。又、上記Ｓ１３で遅角１１
ＧＲが所定量８未満であった場合もＳ１８に移行し、こ
のＳ１８でタイマＴＭが０であるが否かを判定し、タイ
マＴＭ７Ｊ（ＱでなければＳ２１に移行する。一方、Ｓ
１８でタイマＴＭが０であれば、所定時間Ａ内に遅角量
ＩＧＲを所定レベル８以上とするほどにはノックが発生
しなかったわけであるから、使用燃料はハイオクである
とみなしてフラグをリセットしく５１９）、燃料の判定
を終了した後、Ｓ２１に移行する。この場合は引き続き
ハイオク用点火時期マツプ３２により点火時期の制御を
行う。

３２１〜３２６は点火のためのステップであり、まず選
択されている点火時期マツプからエンジン回転速度およ
び負荷に対応した基本点火時期ＩＧ０を求め（Ｓ２１）
、この基本点火時ＭＩｃｏがら遅角ｆｆ１ｌＧＲを減算
することにより実際の点火時期を算出して点火時期制御
手段３７に出力する（Ｓ２２）。次に、点火時期制御手
段３７は、点火コイル１５に通電することにより点火の
準備（Ｓ２３）を行いながら上記クランク角センサから
クランク角を読み込み（Ｓ２４）、点火時期であるか否
かを判定する（３２５）。点火時期でなければＳ２４に
戻って点火時期が来るまで待機し、点火時期が来れば点
火コイル１５への通電をカットして点火を行う　（Ｓ２
６）。

燃料判定手段３４が行うＳ２７〜３３３のステップは、
前記Ｓ６・Ｓ１０〜Ｓ１２・Ｓ１６・Ｓ１７と同様であ
り、ノックの発生状況を判定して（８２７〜５２９）、
ノックが生じていれば遅角量ＩＧＲを増大させる（Ｓ３
０・５３１）一方、ノックが生じていなければ遅角量を
減少させる処理を行う。この３２７〜Ｓ３３における遅
角量の補正は燃料の判定終了後も常時行い、この補正の
後、Ｓｌに戻る。

なお、上記の実施例では燃料がハイオクであるかレギュ
ラーであるかの判定期間中に高回転域での吸気量を制限
することにより高回転ノックを抑制するようにしたが、
高回転ノックの抑制を、例えば、燃料の判定期間中に高
回転域で通常運転時より点火時期を遅らせる等、他の方
法で行っても良い。

〔発明の効果〕

本発明に係るエンジンの制御装置は、以上のように、エ
ンジンの始動時に基本制御ａ量、例えば点火時期を高オ
クタン価燃料用の値に設定し、エンジンノックの検出に
基づいて使用燃料の種類を判定し、普通オクタン価燃料
であると判定されると、上記基本制御量を普通オクタン
価燃料用の値に変更するようにしたエンジンの制御装置
に、上記使用燃料の種類の判定終了までの間、高回転域
でのエンジンノックを抑制する高回転ノック抑制手段を
設けた構成である。これにより、使用燃料の判定期間中
における高回転ノックに起因する不快な振動やエンジン
の損傷を減少させることができるという効果を奏する。

特に、使用燃料がレギュラーである場合、又は過給機付
のエンジンにおいて上記の効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第１図はエンジンの概略断面図、第２図はコント
ロールユニットおよびその周辺機器を示すブロック図、
第３図はエンジン回転速度と最大吸気量との関係を示す
グラフ、第４図は燃料の判定および点火時期の制御手順
を示すフローチャート、第５図はノック判定区間を示す
グラフ、第６図はノックパルス数と遅角量の補正値との
関係を示すグラフである。 ８はシャツタ弁（高回転ノック抑制手段）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの始動時に基本制御量を高オクタン価燃料
   用の値に設定し、エンジンノックの検出に基づいて使用
   燃料の種類を判定し、普通オクタン価燃料であると判定
   されると、上記基本制御量を普通オクタン価燃料用の値
   に変更するようにしたエンジンの制御装置において、上
   記使用燃料の種類の判定終了までの間、高回転域でのエ
   ンジンノックを抑制する高回転ノック抑制手段を備えた
   ことを特徴とするエンジンの制御装置。